ការផ្ទេរហ្សែនផ្ដេកនៅក្នុងបាក់តេរី

ការផ្ទេរហ្សែនផ្ដេកនៅក្នុងបាក់តេរី

ការផ្ទេរហ្សែនផ្ដេក (HGT) គឺជាដំណើរការនៃការផ្ទេរសម្ភារៈហ្សែនរវាងសារពាង្គកាយដែលមិនកើតឡើងតាមរយៈការទទួលមរតកពីឪពុកម្តាយទៅកូនចៅ (បញ្ឈរ) នោះទេ ប៉ុន្តែផ្ទុយទៅវិញ "លោត" រវាងបុគ្គលម្នាក់ៗ សូម្បីតែឆ្លងកាត់ប្រភេទសត្វក៏ដោយ។ នៅក្នុងបាក់តេរី HGT គឺជាយន្តការវិវត្តន៍ដ៏សំខាន់បំផុតមួយ ពីព្រោះវាអនុញ្ញាតឱ្យបាក់តេរីទទួលបានលក្ខណៈថ្មីៗយ៉ាងឆាប់រហ័ស ដោយមិនចាំបាច់រង់ចាំរយៈពេលយូរនៃការផ្លាស់ប្តូរចៃដន្យ និងការជ្រើសរើសធម្មជាតិ។ ផលប៉ះពាល់របស់វាមានវិសាលភាពធំទូលាយ៖ ចាប់ពីការលេចចេញនៃភាពធន់នឹងថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិច ការកើនឡើងនៃភាពសាហាវនៃភ្នាក់ងារបង្ករោគ រហូតដល់ការលេចចេញនូវសមត្ថភាពមេតាបូលីសថ្មីដែលមានប្រយោជន៍នៅក្នុងបរិស្ថានធ្ងន់ធ្ងរ។

ហេតុអ្វីបានជា HGT មានសារៈសំខាន់ចំពោះបាក់តេរី?

ជាទូទៅ បាក់តេរីបន្តពូជដោយអផ្លូវភេទតាមរយៈការបំបែកកោសិកាគោលពីរ។ តាមទ្រឹស្តី នេះអនុញ្ញាតឱ្យការប្រែប្រួលហ្សែនរបស់បាក់តេរីពឹងផ្អែកលើការផ្លាស់ប្តូរហ្សែន។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ តាមពិត បាក់តេរីអាច "ប្តូរ" ហ្សែនតាមរយៈ HGT ដែលអនុញ្ញាតឱ្យការប្រែប្រួលហ្សែនកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងក្នុងរយៈពេលខ្លី។ HGT ជួយបាក់តេរីសម្របខ្លួនទៅនឹងភាពតានតឹងបរិស្ថានដូចជាវត្តមាននៃថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិច ការផ្លាស់ប្តូរប្រភពសារធាតុចិញ្ចឹម ការវាយប្រហារដោយប្រព័ន្ធភាពស៊ាំរបស់ម្ចាស់ផ្ទះ ឬការប្រកួតប្រជែងជាមួយអតិសុខុមប្រាណដទៃទៀត។

នៅកម្រិតប្រជាជន HGT អនុញ្ញាតឱ្យបាក់តេរីផ្សំលក្ខណៈពិសេសល្អៗពីប្រភពផ្សេងៗគ្នា។ ឧទាហរណ៍ ហ្សែនដែលអ៊ិនកូដអង់ស៊ីមដែលបំបែកសមាសធាតុពុលអាចរីករាលដាលក្នុងចំណោមសហគមន៍បាក់តេរីដែលរស់នៅក្នុងតំបន់ដែលមានការបំពុល។ នៅក្នុងបរិបទគ្លីនិក នេះបង្កបញ្ហាយ៉ាងសំខាន់ ពីព្រោះហ្សែនធន់នឹងថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិចអាចផ្ទេរពីបាក់តេរីដែលមិនបង្កជំងឺទៅបាក់តេរីបង្កជំងឺ ដែលនាំឱ្យមានការឆ្លងមេរោគដែលពិបាកព្យាបាលជាង។

ភាពខុសគ្នារវាងការផ្ទេរហ្សែនផ្ដេក និងបញ្ឈរ

ការផ្ទេរហ្សែនបញ្ឈរកើតឡើងនៅពេលដែលហ្សែនត្រូវបានបញ្ជូនពីកោសិកាមេទៅកោសិកាកូនស្រីក្នុងអំឡុងពេលបែងចែកកោសិកា។ គំរូនេះគឺជា "ដើមឈើគ្រួសារ" ដែលទាក់ទងគ្នា។ ផ្ទុយទៅវិញ HGT គឺដូចជា "បណ្តាញ" ច្រើនជាង ពីព្រោះហ្សែនអាចផ្លាស់ទីរវាងពូជពង្សផ្សេងៗគ្នា។ ជាលទ្ធផល ទំនាក់ទំនងពង្សាវតាររវាងបាក់តេរីជួនកាលពិបាកក្នុងការកំណត់ពីហ្សែនតែមួយ ព្រោះហ្សែនអាចមានប្រភពមកពីសារពាង្គកាយមួយផ្សេងទៀត។ នេះជាហេតុផលមួយដែលការវិភាគពង្សាវតារបាក់តេរីច្រើនតែប្រើហ្សែនច្រើនក្នុងពេលដំណាលគ្នា ឬប្រើហ្សែនជាក់លាក់ និងអភិរក្ស។

យន្តការសំខាន់ៗចំនួនបីនៃ HGT នៅក្នុងបាក់តេរី

ជាទូទៅ HGT នៅក្នុងបាក់តេរីកើតឡើងតាមរយៈយន្តការសំខាន់ៗចំនួនបី៖ ការបំលែង ការបញ្ជូន និងការផ្សំ។ យន្តការនីមួយៗមានផ្លូវ តម្រូវការ និងផលប៉ះពាល់ជីវសាស្រ្តខុសៗគ្នា។

១. ការបំលែង៖ ការយក DNA ពីបរិស្ថាន

ការបំលែងគឺជាដំណើរការដែលបាក់តេរីទទួលយក DNA ទទេពីបរិស្ថានរបស់វា ហើយបញ្ចូលវាទៅក្នុងហ្សែនរបស់វា ឬរក្សាវាជាប្លាស្មីត។ DNA ទទេនេះជាធម្មតាមានប្រភពមកពីកោសិកាបាក់តេរីផ្សេងទៀតដែលបានស្លាប់ និងឆ្លងកាត់ការបំបែកកោសិកា។ មិនមែនបាក់តេរីទាំងអស់សុទ្ធតែមានសមត្ថភាពបំលែងនោះទេ។ បាក់តេរីត្រូវតែស្ថិតក្នុងស្ថានភាព "មានសមត្ថភាព" ដែលជាស្ថានភាពសរីរវិទ្យាជាក់លាក់មួយដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការស្រូបយក DNA។

ឧទាហរណ៍នៃបាក់តេរីដែលអាចឆ្លងកាត់ការបំលែងធម្មជាតិរួមមាន Streptococcus pneumoniae, Bacillus subtilis និង Neisseria spp។ ការបំលែងអាចផ្តល់នូវគុណសម្បត្តិសម្របខ្លួន ដូចជាការទទួលបានហ្សែនដែលធ្វើឱ្យបាក់តេរីមានភាពធន់នឹងថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិច ឬអាចឱ្យប្រើប្រាស់ប្រភពកាបូនជាក់លាក់។ នៅក្នុងជីវបច្ចេកវិទ្យា ការបំលែងក៏ត្រូវបានប្រើដើម្បីណែនាំប្លាស្មីតបញ្ចូលគ្នាទៅក្នុងបាក់តេរី ដូចជា Escherichia coli ទោះបីជាជារឿយៗប្រើវិធីសាស្ត្រសិប្បនិម្មិតដូចជាការឆក់កំដៅ ឬអេឡិចត្រូប៉ូរ៉ាស្យុងក៏ដោយ។

២. ការបញ្ជូន៖ ការផ្ទេរហ្សែនតាមរយៈបាក់តេរីហ្វាស

ការបញ្ជូនហ្សែនកើតឡើងនៅពេលដែលវីរុសដែលឆ្លងបាក់តេរី (បាក់តេរីហ្វាស) ដឹក DNA បាក់តេរីដោយចៃដន្យពីកោសិកាបាក់តេរីមួយទៅកោសិកាបាក់តេរីមួយទៀត។ មានទម្រង់សំខាន់ពីរនៃការបញ្ជូនហ្សែន៖

– ការបញ្ជូនហ្សែនទូទៅ៖ កើតឡើងនៅពេលដែលហ្វាសនៅក្នុងវដ្តលីទិក "វេចខ្ចប់" ជាមួយនឹងបំណែក DNA របស់បាក់តេរី ដោយជំនួស DNA របស់ហ្វាសដោយចៃដន្យ។ ជាលទ្ធផល បំណែកហ្សែនបាក់តេរីណាមួយមានសក្តានុពលក្នុងការយកទៅជាមួយ។
– ការបញ្ជូនឯកទេស៖ កើតឡើងនៅក្នុងហ្វាសសីតុណ្ហភាពដែលធ្វើសមាហរណកម្មទៅក្នុងហ្សែនបាក់តេរី (ប្រូហ្វាស)។ នៅពេលដែលប្រូហ្វាសចាកចេញ (អ៊ិចស៊ីស) មិនពេញលេញ វាអាចផ្ទុកហ្សែនដែលមានទីតាំងនៅជិតកន្លែងធ្វើសមាហរណកម្ម។

ការបញ្ជូនហ្សែនដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការរីករាលដាលនៃហ្សែនបង្កជំងឺ។ ជាតិពុលបាក់តេរីល្បីៗមួយចំនួនត្រូវបានអ៊ិនកូដដោយហ្សែនដែលផ្ទុកដោយហ្វាស ដូចជាជាតិពុលរោគខាន់ស្លាក់នៅក្នុង Corynebacterium diphtheriae និងជាតិពុល Shiga នៅក្នុងពូជមួយចំនួននៃ E. coli។ ដូច្នេះ ការឆ្លងមេរោគហ្វាសអាច "ធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង" បាក់តេរីឱ្យក្លាយជាភ្នាក់ងារបង្កជំងឺកាន់តែច្រើន។

៣. ការផ្សំគ្នា៖ ការផ្ទេរ DNA តាមរយៈការប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់

ការរួមផ្សំគ្នាគឺជាយន្តការមួយនៃ HGT ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការប៉ះដោយផ្ទាល់រវាងកោសិកាបាក់តេរីពីរ ជាធម្មតាតាមរយៈរចនាសម្ព័ន្ធដូចជា pilus ភេទ។ ដំណើរការនេះជារឿយៗត្រូវបានសម្របសម្រួលដោយប្លាស្មីតរួមផ្សំ ដូចជាប្លាស្មីត F នៅក្នុង E. coli។ កោសិកាអ្នកបរិច្ចាគដែលផ្ទុកប្លាស្មីតរួមផ្សំអាចបង្កើតជាស្ពានរួមផ្សំ និងចម្លង DNA ប្លាស្មីតទៅក្នុងកោសិកាអ្នកទទួល។ គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ ការរួមផ្សំមិនតែងតែកំណត់ចំពោះប្លាស្មីតនោះទេ។ ក្រោមលក្ខខណ្ឌជាក់លាក់ ប្លាស្មីតអាចចល័តផ្នែកនៃ DNA ក្រូម៉ូសូម (ឧទាហរណ៍ នៅក្នុងពូជ Hfr ដែលមានប្រេកង់ខ្ពស់នៃការរួមបញ្ចូលគ្នាឡើងវិញ)។

ការរួមផ្សំគ្នាគឺមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់ក្នុងការរីករាលដាលនៃភាពធន់នឹងថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិក ពីព្រោះហ្សែនធន់នឹងថ្នាំជាច្រើនស្ថិតនៅលើប្លាស្មីតដែលអាចផ្ទេររវាងបាក់តេរី សូម្បីតែឆ្លងកាត់ប្រភេទសត្វ និងពពួកសត្វក៏ដោយ។ នេះគឺជាមូលហេតុចម្បងមួយនៃការលេចឡើងនៃបាក់តេរីធន់នឹងថ្នាំច្រើនមុខ (MDR) នៅក្នុងមន្ទីរពេទ្យ និងបរិស្ថាន។

ធាតុហ្សែនចល័តដែលគាំទ្រ HGT

បន្ថែមពីលើយន្តការសំខាន់ៗទាំងបីខាងលើ HGT នៅក្នុងបាក់តេរីត្រូវបានជះឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងដោយធាតុហ្សែនចល័ត ដូចជា៖

– ប្លាស្មីត៖ ឌីអិនអេ រាងជារង្វង់ក្រៅក្រូម៉ូសូម ដែលជារឿយៗផ្ទុកហ្សែនធន់នឹងថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិច កត្តាបង្កជំងឺ ឬផ្លូវមេតាបូលីសជាក់លាក់។
– ហ្សែន​ប្តូរ​ហ្សែន៖ «ហ្សែន​លោត» ដែល​អាច​ផ្លាស់ទី​ទីតាំង​ក្នុង​ហ្សែន ឬ​រវាង​ប្លាស្មីត និង​ក្រូម៉ូសូម។ ហ្សែន​ប្តូរ​ហ្សែន​ច្រើន​តែ​ផ្ទុក​ហ្សែន​ធន់​ទ្រាំ។
– អាំងតេហ្គ្រូន៖ ប្រព័ន្ធដែលមានសមត្ថភាពចាប់យក និងបញ្ចេញកាសែតហ្សែន ជារឿយៗមានហ្សែនធន់។ អាំងតេហ្គ្រូនដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងបាក់តេរីបង្កជំងឺគ្លីនិក។
– កោះហ្សែន៖ ផ្នែកធំៗនៃ DNA ដែលទទួលបានតាមរយៈ HGT ហើយអាចមានហ្សែនបង្កជំងឺ (កោះបង្កជំងឺ) ឬសមត្ថភាពមេតាបូលីសពិសេស។

ធាតុទាំងនេះធ្វើឱ្យបាក់តេរីហាក់ដូចជាមាន "ឧបករណ៍ម៉ូឌុល" ដែលអាចបន្ថែម ឬដកចេញបានតាមតម្រូវការសម្របខ្លួន។

ផលប៉ះពាល់នៃ HGT៖ ពីការវិវត្តន៍ដល់សុខភាពមនុស្ស

ភាពធន់នឹងថ្នាំអង់ទីប៊ីយ៉ូទិក
បញ្ហាសំខាន់បំផុតដែលទាក់ទងនឹង HGT គឺការរីករាលដាលនៃភាពធន់នឹងថ្នាំអង់ទីប៊ីយ៉ូទិក។ ហ្សែនដូចជា bla (beta-lactamase), mecA (ភាពធន់នឹង methicillin ក្នុង MRSA) ឬហ្សែនសម្រាប់ស្នប់បញ្ចេញអាចរីករាលដាលយ៉ាងឆាប់រហ័សតាមរយៈ plasmid និង transposon។ នៅពេលដែលថ្នាំអង់ទីប៊ីយ៉ូទិកត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយ (នៅក្នុងគ្លីនិក សត្វពាហនៈ និងកសិកម្ម) សម្ពាធជ្រើសរើសកើនឡើង ដូច្នេះបាក់តេរីដែលទទួលបានហ្សែនធន់នឹងថ្នាំអង់ទីប៊ីយ៉ូទិកតាមរយៈ HGT នឹងរស់រានមានជីវិត និងគ្របដណ្ដប់។

វីរុស និងមេរោគថ្មីៗ
HGT ក៏បង្កឱ្យមានការលេចចេញនូវពូជបង្កជំងឺថ្មីៗផងដែរ។ បាក់តេរីអាចទទួលបានហ្សែនសម្រាប់ការស្អិត ការឈ្លានពាន ជាតិពុល ឬប្រព័ន្ធបញ្ចេញចោល ដែលអាចឱ្យមានការឆ្លងមេរោគកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព។ ជួនកាល បាក់តេរីដែលពីមុនគ្មានគ្រោះថ្នាក់អាចក្លាយជាភ្នាក់ងារបង្កជំងឺដោយសារតែ "កញ្ចប់" នៃហ្សែនបង្កជំងឺពីកោះហ្សែន ឬហ្វាស។

ការសម្របខ្លួនទៅនឹងបរិស្ថាន និងការបន្សាបជីវសាស្រ្ត
ក្រៅពីវេជ្ជសាស្ត្រ HGT មានប្រយោជន៍នៅក្នុងបរិស្ថានវិទ្យាអតិសុខុមប្រាណ។ បាក់តេរីអាចទទួលបានសមត្ថភាពក្នុងការបំបែកអ៊ីដ្រូកាបូន ថ្នាំសម្លាប់សត្វល្អិត ឬលោហធាតុធ្ងន់ ដោយហេតុនេះជួយដល់ដំណើរការបន្សាបជីវសាស្រ្ត។ នៅក្នុងបរិស្ថានធ្ងន់ធ្ងរ HGT អាចរីករាលដាលហ្សែនដែលទាក់ទងនឹងការអត់ធ្មត់នៃសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ជាតិប្រៃ ឬ pH ខ្លាំង។

តើអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រសិក្សាអំពី HGT យ៉ាងដូចម្តេច?

HGT ត្រូវបានសិក្សាតាមរយៈការពិសោធន៍មន្ទីរពិសោធន៍ និងការវិភាគហ្សែន។ តាមហ្សែន HGT អាចត្រូវបានរកឃើញដោយរកមើលភាពខុសគ្នានៃសមាសភាពមូលដ្ឋាន (ឧទាហរណ៍ មាតិកា GC) ដែលងាកចេញពីហ្សែនសំខាន់ វត្តមាននៃហ្សែនដែលស្រដៀងនឹងសារពាង្គកាយដែលមានទំនាក់ទំនងឆ្ងាយ ឬវត្តមាននៃធាតុចល័តដូចជា transposases។ ការវិភាគពង្សាវតារក៏អាចបង្ហាញពី "ភាពមិនត្រូវគ្នា" នៅពេលដែលដើមឈើវិវត្តន៍នៃហ្សែនមិនស្របនឹងដើមឈើវិវត្តន៍នៃប្រភេទរបស់វា។

Penutup

ការផ្ទេរហ្សែនផ្ដេកនៅក្នុងបាក់តេរីគឺជាម៉ាស៊ីនដ៏មានឥទ្ធិពលនៃការវិវត្តន៍។ តាមរយៈការផ្លាស់ប្តូរ ការបញ្ជូន និងការផ្សំគ្នា—ដែលគាំទ្រដោយប្លាស្មីត ត្រង់ស្ប៉ូសុន អាំងតេក្រុង និងកោះហ្សែន—បាក់តេរីអាចទទួលបានលក្ខណៈថ្មីៗយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ ម៉្យាងវិញទៀត HGT ជួយបាក់តេរីសម្របខ្លួន និងរក្សាសក្ដានុពលនៃប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីមីក្រូប។ ម៉្យាងវិញទៀត HGT បង្កបញ្ហាប្រឈមដ៏ធំមួយដល់សុខភាពមនុស្សដោយបង្កើនល្បឿនការរីករាលដាលនៃភាពធន់នឹងថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិក និងកត្តាបង្កជំងឺ។ ការយល់ដឹងអំពីយន្តការ និងគំរូនៃ HGT គឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការរចនាយុទ្ធសាស្ត្រគ្រប់គ្រងការឆ្លងមេរោគ ការប្រើប្រាស់ថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិកដោយឈ្លាសវៃ និងការអភិវឌ្ឍការព្យាបាលថ្មីៗ ដើម្បីដោះស្រាយធម្មជាតិដែលវិវត្តឥតឈប់ឈររបស់បាក់តេរី។