幾十年來,醫(yī)生們一直在使用抗生素來對(duì)抗肺結(jié)核(TB)。負(fù)責(zé)疾病的微生物,一貫結(jié)核分枝桿菌,反擊。面對(duì)當(dāng)前的藥物,如利福霉素抗生素,細(xì)菌經(jīng)常發(fā)生變異的方式使其抵抗治療。

利福霉素耐藥性正在穩(wěn)步上升,這禮物醫(yī)生試圖治療結(jié)核病的主要問題。但是,根據(jù)一項(xiàng)新的研究從洛克菲勒的一個(gè)科學(xué)家小組,自然可能想出了一個(gè)解決方案。這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然通訊,表明一種抗生素中發(fā)現(xiàn)污垢可以摧毀突變分枝桿菌。

大自然的抗生素

利福霉素或Rif的作品針對(duì)RNA聚合酶(RNAP),一種酶對(duì)細(xì)菌的生存至關(guān)重要?？剐园l(fā)展當(dāng)RNAP變異的基因編碼:即使是很小的遺傳改變可以阻止Rif綁定酶和阻礙其功能。

為了克服阻力,研究人員需要一種就像Rif的藥物,但是這可以綁定到RNAP,即使在突變的存在。雖然有些科學(xué)家可能實(shí)驗(yàn)室合成這樣一個(gè)分子,肖恩·f·布雷迪Evnin教授,轉(zhuǎn)向了環(huán)境。

“利福霉素是自然產(chǎn)生的細(xì)菌,”他說。“所以我想找出是否自然也讓Rif analogs-molecules利福霉素的樣子,但是有輕微的差異。”

識(shí)別任何這樣的類似物,布雷迪的實(shí)驗(yàn)室微生物的基因測(cè)序的土壤樣本中發(fā)現(xiàn)全國各地收集到的位置。他們希望發(fā)現(xiàn)抗生素Rif相關(guān)基因,但小變化,允許他們結(jié)合突變RNAPs。

這正是他們發(fā)現(xiàn)。

通過他們的土壤調(diào)查,研究人員發(fā)現(xiàn)一群天然抗生素,稱為kanglemycins,或炕,與利福霉素分享大部分的基因。此外,博士后詹姆斯Peek的分析顯示,這些抗生素有能力打擊細(xì)菌不應(yīng)對(duì)Rif。

布雷迪推測(cè)炕可能出現(xiàn)在回應(yīng)的進(jìn)化壓力,反映出現(xiàn)在醫(yī)院。在臨床環(huán)境中,細(xì)菌對(duì)抗生素的沖擊,發(fā)展保護(hù)性突變。反過來,研究人員創(chuàng)建更強(qiáng)大的抗生素;進(jìn)一步發(fā)展,隨著時(shí)間的推移,細(xì)菌突變來逃避這些新的攻擊。在自然界中,布雷迪假設(shè)、細(xì)菌和抗生素可能會(huì)從事類似的軍備競(jìng)賽。

細(xì)菌在污垢互相競(jìng)爭(zhēng)。和一種細(xì)菌物種競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生毒素,像Rif,作為天然抗生素。像醫(yī)院的細(xì)菌,細(xì)菌在土壤中應(yīng)對(duì)這種威脅,變異的方式賦予抵抗毒素。但是,隨著時(shí)間的推移,他們的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的細(xì)菌也可能發(fā)生變異,產(chǎn)生更強(qiáng)的抗生素?？?推測(cè)布雷迪,可能是這種競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果。

“可能天然抗生素的選擇壓力下我們將抗生素在診所里,”他說。“如果是這樣的話,那么我們會(huì)看到自然利福霉素類似物,像炕,克服阻力。”

一個(gè)吉祥聚合酶的口袋里

理解是什么讓這些新發(fā)現(xiàn)的抗生素對(duì)突變的有效的結(jié)核菌株,伊麗莎白·坎貝爾,一名研究助理教授,賽斯a . Darst杰克·菲什曼教授,高級(jí)研究助理米里亞Lilic分析它們的結(jié)構(gòu)。他們發(fā)現(xiàn),雖然他們的炕像利福霉素,抗生素有幾個(gè)獨(dú)特的功能,包括一個(gè)額外的糖和一個(gè)額外的酸,連接到核心結(jié)構(gòu)。這些微小的繁榮,研究人員學(xué)習(xí),賦予分子結(jié)合的新方法和干擾RNAP,允許Rif的炕目標(biāo)細(xì)菌的影響。

“我們發(fā)現(xiàn)額外的糖允許kanglemycin碼頭的口袋RNAP其他藥物沒有利用,”坎貝爾說。事實(shí)上,她說,在此之前的研究科學(xué)家們沒有意識(shí)到這樣一個(gè)口袋里存在。

?？空镜陌l(fā)現(xiàn)為研究人員提供一個(gè)新的戰(zhàn)略發(fā)展更多強(qiáng)大的抗生素。現(xiàn)在意識(shí)到迄今為止隱藏RNAP口袋里,科學(xué)家可以搜索,或合成,小說的藥物利用它。

“我們還是希望看到對(duì)抗藥性細(xì)菌效力和更廣泛的活動(dòng)增加,”坎貝爾說。“但這項(xiàng)研究告訴我們,我們?cè)谡_的軌道上。”