Phát hiện này được thực hiện trong một nghiên cứu của nhà khoa học tin sinh học Jan Zrimek thuộc Đại học Công nghệ Chalmers ở Thụy Điển, người đã tìm kiếm các dấu hiệu di động giữa các phần tử DNA được gọi là plasmid.
Plasmid chủ yếu được tìm thấy ở vi khuẩn, cũng như ở một số vi khuẩn cổ và sinh vật nhân chuẩn (nấm và thực vật bậc cao). Thông thường, plasmid là các phân tử vòng xoắn kép. Mặc dù có khả năng sinh sản, plasmid, giống như virus, không được coi là cơ thể sống. Plasmid có thể được chuyển từ vi khuẩn này sang vi khuẩn khác cùng loài, giống, họ, và thậm chí giữa các tế bào của vi khuẩn và thực vật, do đó nó là một phương tiện chuyển gen ngang.
Cấu trúc của vi khuẩn
Nếu gen là một cuốn sách dạy nấu ăn, thì plasmid có thể được coi như những mẩu giấy vụn riêng biệt với những công thức nấu ăn có giá trị bị đánh cắp từ bạn bè và gia đình. Nhiều người trong số họ có hướng dẫn chế tạo vật liệu có thể giúp vi khuẩn tồn tại trong điều kiện căng thẳng. Và đối với vi khuẩn, chính liều thuốc kháng sinh là nguyên nhân gây ra căng thẳng.
Các biện pháp bảo vệ này thường được lưu trữ trong mã hóa của plasmid, cho phép các tế bào vi khuẩn dễ dàng trao đổi sức đề kháng thông qua một quá trình gọi là tiếp hợp.
Để plasmid phân bố rộng rãi giữa các vi khuẩn, chúng phải có một vùng mã hóa di truyền cụ thể được gọi là trình tự truyền nguồn gốc, hoặc oriT. Trình tự này tương tác với một enzym cắt plasmid để tạo điều kiện sao chép và sau đó đóng lại. Không có oriT, công thức bí mật cho plasmid sẽ nằm trong tay chủ sở hữu của nó.
Việc tìm kiếm và định lượng các trình tự này là một thách thức và tốn nhiều thời gian. Nhưng Zrimek đã phát triển các công cụ tìm kiếm oriT hiệu quả hơn nhiều dựa trên các đặc điểm độc đáo của các thuộc tính vật lý của mã hóa. Ông đã áp dụng những phát hiện của mình vào cơ sở dữ liệu của hơn 4600 plasmid, tính toán mức độ phổ biến của các plasmid di động dựa trên sự phổ biến của oriT.
Hóa ra là chúng ta đã nhầm lẫn rất nhiều về mức độ phổ biến của trình tự quan trọng này, vì kết quả của Zrimek cao hơn 8 lần so với các ước tính trước đó. Có tính đến các yếu tố chuyển giao khác, điều này có thể có nghĩa là có gấp đôi số plasmid di động giữa các vi khuẩn như mong đợi và gấp đôi số loài vi khuẩn sở hữu chúng.
Ngoài ra, những phát hiện khác từ công trình của Zrimek cho thấy ranh giới giữa các loài vi khuẩn có thể dễ thấm plasmid hơn người ta nghĩ trước đây. Tất cả những điều này là tin tức đáng lo ngại về sự phát triển của các loại thuốc kháng khuẩn mới.
“Những kết quả này có thể chỉ ra rằng có một mạng lưới đáng tin cậy để chuyển plasmid giữa vi khuẩn ở người, động vật, thực vật, đất, môi trường nước và ngành công nghiệp, chỉ là một số ít. Các gen kháng thuốc được tìm thấy tự nhiên trong nhiều loại vi khuẩn khác nhau trong các hệ sinh thái này và mạng lưới giả thuyết có thể có nghĩa là các gen từ tất cả các môi trường này có thể được truyền sang vi khuẩn gây bệnh cho người,”Zrimek kết luận.
