近日，麻省理工大學E. Alm領導的研究組發現，全世界2,235組細菌基因組中的10,000個基因，正以"水平基因轉移(HGT)"的方式自由流動。這說明所有細菌在一個由全世界細菌基因組組成的大網絡上頻繁地交換著遺傳物質。這一研究成果發表在10月30號的網絡版雜誌《自然》上。
科學家很早就知道HGT，它是細菌的一種很古老的行為--來自不同支係的細菌通過交換，獲得從父母那裏得不到的遺傳信息。如果交換到的基因能使細菌具備有用的特征，則這一基因受到正選擇會傳遞給它的後代。但到底交換了多少信息，速度有多快？該研究組的工作表明基因隨著細菌繁殖以相當大的範圍和速度在擴散。
有時候這對人類構成威脅，比如獲得抗藥性基因的細菌（"超級細菌(superbugs)"）。他們此次發現了一個抗藥性的基因出現在人類共生菌的六成的基因轉移中。這種抗藥性基因可能是在工業化農業的抗生素濫用中產生的。牲畜共生菌和人類共生菌中有42個相同的抗藥性基因，也就是說這兩類細菌共享一個基因庫，盡管10億年的進化早該讓牛身上的細菌和人身上的細菌分道揚鑣。向動物的食物中加入預防疾病的抗生素，可以促進其生長，防止高密度養殖的牲畜和家禽內部的疾病傳播。雖然許多歐洲國家已經明令禁止，但在美國還很普遍。根據聯邦藥物管理局（the Federal Drug Administration）的報告，2009年在美國銷售的3.3千萬磅抗生素中80%用於農業，裏麵就包括通常作為人類藥物的青黴素，四環素。
另外還發現了抗藥性基因跨國轉移的43個例子。這說明，一旦一個基因攜帶某個特征進入人類共生菌的基因庫，很快它就會傳播到國界之外，成為一個嚴重國際性問題。
Alm的研究組還發現，同一寄主的細菌之間，HGT發生更頻繁。具有相同的氧氣耐受力或相同的致病性，使它們占據相同的環境生態位，這比親緣關係相近或地理位置相近更能決定一個轉移基因是否能融入新的細菌基因組中。 研究組根據這個準則尋找能引起腦膜炎和其他疾病的基因，希望發現轉移和編碼這些特征的基因，未來藥物治療可能將以此為靶向。
美國科羅拉多大學的R. Knight說，"這是一項有趣的工作，完整基因組序列的數據庫不斷擴大，再配合大量細致的環境特征數據，就可能發現大尺度的進化模式，那時我們就能以前所未有的視角來統觀地球上的所有微生物。"
研究組還在繼續這項研究，現在正在比對在同一寄主身上不同細菌間，和相同疾病、不同寄主的細菌間的交換速度有什麽差異。他們也考察環境汙染地區細菌的基因交換，期待那裏有能消化重金屬的細菌。
（來源：生物穀）
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