بازسازی شبکه ژنی مقاومت به پنی‌سیلین در E.coli با استفاده از اطلاعات موجود در پایگاه‌های داده

Abstract

کشف پنی‌سیلین، انقلابی را در صنعت پزشکی ایجاد کرد و جان هزاران نفر را نجات داد. اما با گذشت زمان باکتری‌های مقاوم به این آنتی‌بیوتیک یکی پس از دیگری شناسایی شدند. آنتـی‌بیوتیک‌های خانواده پنی‌سیلین در ساختـار مولکولی خود دارای یک حلقه‌ی بتا–لاکتامهستنـد. پنی‌سیلین و دیگر آنتی‌بیوتیک‌های دارای حلقه بتا-لاکتام با اتصال به آنزیم ترانس‌پپتیداز به صورت رقابتی فعالیت آن را مهار می‌کنند. مهار آنزیم ترانس‌پپتیداز از سنتز دیواره باکتریایی جلوگیری کرده و سبب مرگ باکتری می‌گردد. باکتری‌های مقاوم دارای آنزیم بتا-لاکتاماز هستند که توانایی شکستن پیوند C-N را در حلقه بتا-لاکتام دارند. در این مطالعه بازسازی شبکه ژن‌های شناخته شده بتا-لاکتاماز در باکتری <em>E.coli</em> صورت گرفت. نتایج نشان داد ژن <em>ampC</em> نقش محوری در القای مقاومت در <em>E.coli</em> دارد. بررسی عملکرد مولکولی سایر ژن‌های شبکه بتا-لاکتامازی نشان داد ویژگی بتا-لاکتامازی برای آنها، صرفاً یک قابلیت ثانویه بوده و وظیفه اصلی آنها مشارکت در سایر فرایند‌های غیر مرتبط سلولی می‌باشد. بررسی ژن آنتولوژی نشان داد فرایند مقاومت به آنتی‌بیوتیک‌های بتا-لاکتام همبستگی مثبت با زنجیره انتقال الکترون دارد. همچنین بررسی جایگاه سلولی ژن‌ها نشان داد غشای سلولی فعال‌ترین اندامک سلولی در زمان مواجهه با آنتی‌بیوتیک‌های بتا-لاکتام در باکتری <em>E.coli</em>می‌باشد و مقاومت به آنتی‌بیوتیک وابسته به عملکرد بتالاکتامازی پروتئین‌های فعال در غشای سلولی است.