باکتری‌ها موجودات کوچکی هستند که به سرعت تکامل می‌یابند، به آنتی‌بیوتیک‌ها مقاوم می‌شوند، و این‌گونه است که روزبه‌روز مقابله با آن‌ها دشوارتر می‌گردد. هم‌اکنون برای نخستین بار، پژوهشگران فیلمی از مکانیسم میکروب‌ها در این تکامل سریع که توسط انتقال عرضی ژن صورت می‌گیرد، تهیه کرده‌اند.
باکتری Vibrio cholera که عامل بیماری وبا است، در زیر میکروسکوپ به رنگ سبز درخشانی دیده می‌شود. در این فیلم مشاهده می‌شود که زوائد مارمانند نازکی از یکی از باکتری‌ها خارج شده و قطعه‌ای از DNA را بر می‌دارند و به داخل سلول منتقل می کنند.
این زائده در حقیقت پیلی باکتری است و فرایندی که طی آن باکتری‌ها ماده ژنتیکی ارگانیسم متفاوتی را به DNA خود الحاق می‌کنند تا تکامل خود را سرعت بخشند، انتقال عرضی ژن (horizontal gene transfer) نام دارد. این نوع از انتقال در سرایت مقاومت آنتی‌بیوتیکی بین گونه‌های متفاوت باکتریایی بسیار مهم است.
برای نخستین بار است که دانشمندان یک باکتری را در حال استفاده از پیلی برای انجام انتقال ژنی مشاهده کرده‌اند. علت اندازه بسیار کوچک ساختارهای درگیر است. اندازه پیلی ۱۰۰۰۰ بار نازک‌تر از یک تار مو بوده و مشاهده آن بسیار دشوار است. این مکانیسم دهه‌ها در حد فرضیه بود. شناخت این‌گونه فرایندها مهم است؛ چون با درک بهتر نحوه انتقال DNA بین باکتری‌ها، بهتر خواهیم توانست از آن جلوگیری کنیم.
مقاله مرتبط: آنتی‌بیوتیک جدید علیه سوزاک
در واقع کاری که تیم انجام داد و علت درخشش باکتری‌ها به رنگ سبز درخشان، توسعه روشی جدید برای رنگ‌آمیزی پیلی و DNA با رنگ‌های فلوئورسنت بود. هنگامی که آنان موفق شدند کل کیت را زیر میکروسکوپ ببرند، توانستند فرایند انتقال عرضی ژن را برای نخستین بار با چشمان خود مشاهده کنند.
طی این فرایند، پیلی از سوراخ (pore)های کوچک دیواره سلولی خارج می‌شود تا قطعه‌ای از DNA را به دام بیندازد. سپس با دقت زیادی در همان مسیر برمی‌گردد. این کار دقیقا مشابه نخ کردن سوزن است. اندازه سوراخ موجود در غشای خارجی دقیقا به اندازه مارپیچ دورشته‌ای DNA است که دوتا شده است. اگر پیلی وجود نداشت، شانس برخورد DNA به این سوراخ با زاویه درست و ورود به داخل سلول در حد صفر بود.
مقاومت آنتی‌بیوتیکی می‌تواند به روش‌های مختلفی بین باکتری‌ها جابه‌جا شود و مانیسم های انتقال عرضی ژن نیز متعدد است. جذب DNA از محیط خارج ترانسفورماسیون نام دارد. زمانی که باکتری‌ها می‌میرند، از هم می‌پاشند و DNAشان آزاد می‌گردد. در این حالت سایر باکتری‌ها می‌توانند این DNA را به ژنوم خود الحاق کنند. اگر باکتری‌های مرده نسبت به آنتی‌بیوتیک خاصی مقاوم بودند، باکتری‌هایی که DNA آن ها را جذب کرده‌اند نیز دارای آن نوع از مقاومت می‌شوند و به نسل‌های بعد از خود انتقال می‌دهند.
این گونه است که مقاومت به سرعت در جمعیت باکتری‌ها منتشر می‌شود و این معضلی بزرگ است. در ایالات متحده حداقل ۲۳۰۰۰ مورد مرگ‌ومیر ناشی از مقاومت آنتی‌بیوتیکی ثبت شده است.با درک مکانیسم‌های وقوع این فرایند، پژوهشگران امیدوارند که بتوانند از آن جلوگیری کنند.
گام بعدی، درک نحوه اتصال پروتئین به پیلی است. این اتصال در مکان بسیار دقیقی انجام می‌شود و پروتئین درگیر در آن به طرز ناشناخته‌ای با DNA دارای ارتباط است. دانشمندان همچنین امیدوارند که بتوانند از این متد رنگ‌آمیزی فلوئورسنت برای مشاهده سایر عملکردهای پیلی استفاده کنند.
