גם לחיידקים יש חיי אהבה

עשרות שנים האמינו מדענים שחיידקים אינם מסוגלים להתארגן במינים מובחנים כמו צמחים ובעלי חיים, בשל המנגנונים הייחודיים שלהם להחלפת גנים וגודל האוכלוסיות העצום שלהם. פרופ' קוסטס קונסטנטינידיס מהמכון הטכנולוגי של ג'ורג'יה היה הראשון שערער על הנחה זו כשהוכיח שחיידקים רבים דווקא כן מתארגנים במינים מובחנים.

"השאלה הבאה עבורנו הייתה איך מיקרובים מאותו מין שומרים על הלכידות שלהם. במילים אחרות, איך חיידקים נשארים דומים?" מסביר קונסטנטינידיס.

מפגשים גנטיים במעי ובבריכות המלח

כדי לענות על השאלה, צוות חוקרים בינלאומי ניתח את החומר התורשתי המלא של שתי אוכלוסיות חיידקים: למעלה מ-100 זנים של חיידק אוהב-מלח בשם Salinibacter ruber שנאסף מבריכות מלח בספרד, וקבוצה של חיידקי אי-קולי שבודדו מחוות בעלי חיים בבריטניה.

באמצעות שיטות ביואינפורמטיות חדשניות, החוקרים גילו כי החיידקים מחליפים ביניהם DNA באופן תדיר ואקראי לאורך כל הגנום שלהם. החלפת החומר התורשתי מתרחשת בעיקר בין חיידקים מאותו מין ופחות בין מינים שונים, מה שתורם לשמירה על גבולות ברורים בין המינים.

"זה אמנם שונה מהותית מרבייה מינית בבעלי חיים, צמחים ופטריות, אבל התוצאה מבחינת לכידות המין עשויה להיות דומה", מסביר קונסטנטינידיס.

המחקר מצא כי השפעת החלפת הגנים גדולה פי שניים ויותר מהשפעתן של מוטציות נקודתיות. העובדה שתופעה דומה נצפתה בשני מינים שונים כל כך - חיידק המותאם לסביבה עתירת מלח וחיידק המתקיים במעי - מרמזת כי זהו מנגנון נפוץ בעולם החיידקים.

לממצאים אלה השלכות משמעותיות על תחומים רבים, מהמדע הסביבתי ואבולוציה ועד לרפואה ובריאות הציבור, והם מספקים כלים חדשים לזיהוי ומעקב אחר אורגניזמים בעלי חשיבות קלינית או סביבתית.

המחקר נערך בשיתוף פעולה עם קבוצות המחקר של ד"ר רמון רוסיו-מורה מ-IMEDEA במיורקה, ספרד, ופרופ' רודולף אמן ממכון מקס פלנק למיקרוביולוגיה ימית בברמן, גרמניה, שאספו את הנתונים מאוכלוסיות החיידקים הטבעיות.