Wspólna ewolucja bakterii i fagów
Ewolucyjny "wyścig zbrojeń" pomiędzy pasożytem i jego gospodarzem może mieć daleko idące konsekwencje dla ekologii, rolnictwa i medycyny. Jest tak zwłaszcza w przypadku bakterii i bakteriofagów, które zakażają je i namnażają się w ich komórkach. Fagi występują we wszystkich środowiskach i są stosowane jako antybiotyki, natomiast bakterie odgrywają kluczową rolę w funkcjonowaniu ekosystemów. Projekt "Coevolution between bacteria and phages in soil: Ecological and genetic bases of its specificity" (SOILCOEV) miał na celu zbadanie, w jaki sposób utrzymywane są ewolucyjne zależności pomiędzy bakteriami i fagami. Przyjęto dwa różne podejścia do badania jednoczesnej ewolucji pasożyta i gospodarza w naturalnym środowisku. Naukowcy wprowadzili inokulum do uproszczonego i wyjałowionego ekosystemu (modelowy ekosystem typu mikrokosm), a następnie prowadzili obserwacje. W badaniach korzystano z dobrze poznanego systemu koewolucji złożonego z Pseudomonas fluorescens SBW25 i zakaźnego faga w naturalnej społeczności mikroorganizmów lub poza nią. Wyniki wskazują, że zmienność genetyczna nie była ograniczona przez brak ewolucji, jako że środowisko gleby, obecność fagów i społeczności mikroorganizmów nasilały selekcję. Naukowcy badali też interakcje fagów z innymi organizmami z naturalnej społeczności mikroorganizmów w glebie, aby stymulować ewolucję P. fluorescens SBW25. Po 48 dniach zbadano szybkość mutacji P. fluorescens i ustalono, że interakcje pomiędzy wirusami i innymi organizmami z naturalnej społeczności mikroorganizmów w glebie odegrały minimalną rolę w napędzaniu ewolucji. Dalsze eksperymenty z bakteriami gleby typu dzikiego i szybko mutującymi sugerowały, że relatywnie niski wskaźnik mutacji mógł być spowodowany innymi czynnikami obecnymi w środowisku gleby. Te wyniki mogą tłumaczyć, czemu bakterie o szybkim wskaźniku mutacji występują relatywnie rzadko w glebie, natomiast znacznie częściej w laboratoriach i zakażeniach jatrogennych. Zwiększona dostępność zasobów prowadziła do większej oporności bakterii na fagi, lecz nie towarzyszyło jej zwiększenie zakaźności fagów ani zmiany w przebiegu koewolucji. Sugeruje to, że fagi mogą mniej skutecznie ograniczać zagęszczenie bakterii i społeczności mikroorganizmów w stabilnych środowiskach o dużej dostępności zasobów. Projekt SOILCOEV dostarczył wartościowych danych na temat wspólnej ewolucji bakterii i bakteriofagów w środowisku naturalnym. Pozwolą one naukowcom lepiej zrozumieć zależność pomiędzy pasożytem i jego gospodarzem w świecie mikroorganizmów.
