항생제에 내성이 생긴 박테리아는 더 빨리 번식합니다.

항생제 내성 유전자를 박테리아 게놈에 순차적으로 도입하면 박테리아의 번식 속도가 자극됩니다.

내성 획득은 박테리아 염색체 또는 전체 유전자에 원하는 돌연변이가 나타나는 것으로 귀결되는데, 이러한 돌연변이는 예를 들어 다른 박테리아 세포에서 얻을 수 있습니다. 염색체 외 유전 요소(플라스미드)는 박테리아에서 흔히 볼 수 있는 "통화"입니다. 소수의 유전자만 담고 있는 이 작은 고리형 DNA 분자는 박테리아 세포 내로 쉽게 침투합니다.

하지만 유전체에 대한 중대한 개입은 흔적을 남기지 않고 사라지지 않습니다. 박테리아가 치르는 일반적인 대가는 분열 속도의 감소입니다. 새로 획득한 유전자가 항생제로부터 자신을 보호하더라도, 군집은 더 느리게 성장하기 시작합니다. 유전체 침입은 생명의 다양한 측면에 영향을 미치고, 상호작용에 영향을 미치며, 이는 생식 속도에 반영됩니다.

하지만 사실은 그 반대일 수도 있습니다. 온라인 학술지 PLoS Genetics에 게재된 논문에서, 포르투갈 굴벤키안 연구소의 미생물학자들은 항생제 내성을 유발하는 돌연변이가 박테리아 분열을 늦추는 것이 아니라 오히려 촉진할 수 있다고 보고했습니다.

실험은 흔한 장내세균인 대장균(Escherichia coli)을 대상으로 수행되었습니다. 이미 내성 유전자를 가진 플라스미드를 포함하고 있는 대장균이 염색체에 "내성" 돌연변이를 가지게 되면, 해당 균주의 번식률은 10% 증가했습니다. 반대로, 즉 염색체에 돌연변이를 도입한 후 플라스미드를 사용하여 다른 유전자를 첨가하면 번식률은 3배 증가했습니다.

이중 유전체 변형이 대장균의 분열 속도를 줄이는 데 실패할 뿐만 아니라 증식까지 가속화하는 이유는 아직 밝혀지지 않았습니다. 그럼에도 불구하고, 얻은 데이터는 박테리아의 항생제 "중독"이 초래하는 위협을 더욱 정확하게 평가하고, 감염병 퇴치를 위한 더욱 효과적인 방법을 개발하는 데 도움이 될 것입니다.

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