發(fā)現(xiàn)使細(xì)菌逃避抗生素的機(jī)制

來(lái)自UAB的研究人員首次在PLOS ONE發(fā)表的一篇文章中描述了細(xì)菌菌落的行為模型，該模型展示了它如何在定植過(guò)程中保護(hù)自身免受抗生素等有毒物質(zhì)的侵害。UAB遺傳學(xué)和微生物學(xué)系的分子微生物學(xué)研究小組已經(jīng)確定，在抗生素存在的情況下，腸道沙門氏菌兩種蛋白質(zhì)之間平衡的改變導(dǎo)致了允許群體擴(kuò)散的結(jié)構(gòu)的解體，這反過(guò)來(lái)又阻止了細(xì)菌菌落中細(xì)胞的進(jìn)展最接近有害濃度的抗生素，而其余細(xì)胞則擴(kuò)散到濃度較低的區(qū)域。

細(xì)菌群體以稱為蜂群的協(xié)調(diào)方式在表面上移動(dòng)，這使得它們能夠在器官和組織上進(jìn)一步擴(kuò)散并增加感染的毒力。這種運(yùn)動(dòng)是由鞭毛和化學(xué)感受器的作用驅(qū)動(dòng)的，這些系統(tǒng)負(fù)責(zé)識(shí)別環(huán)境中的化合物并固定在細(xì)胞的兩極，形成高度有組織的結(jié)構(gòu)，其中蛋白質(zhì)CheW構(gòu)成了一部分。

研究人員已經(jīng)證明，SOS系統(tǒng)的激活是細(xì)菌在抗生素存在下的細(xì)胞反應(yīng)，導(dǎo)致RecA蛋白濃度增加，通過(guò)改變化學(xué)感受器的組織干擾CheW蛋白的分布。并停止蜂擁而至的運(yùn)動(dòng)。

這兩種蛋白質(zhì)濃度之間的不平衡使得細(xì)菌菌落避免了它們所定殖的表面的任何區(qū)域，這些區(qū)域存在有害濃度的抗生素，阻止了最接近藥物的區(qū)域內(nèi)的蜂群運(yùn)動(dòng)，并允許其他區(qū)域的殖民化。

因此，RecA和CheW蛋白之間的分子平衡被認(rèn)為對(duì)細(xì)菌細(xì)胞中化學(xué)感受器的組織以及它們的定植運(yùn)動(dòng)至關(guān)重要。這項(xiàng)工作還表明，如果該區(qū)域的抗生素劑量減少到無(wú)害水平，RecA濃度的下降和與CheW重新建立平衡，可以再次構(gòu)建化學(xué)感受器，恢復(fù)群集運(yùn)動(dòng)結(jié)果，該地區(qū)的殖民化。

用研究人員的話說(shuō)，結(jié)果清楚地表明細(xì)菌群體使用本文所述的特定機(jī)制在表面上移動(dòng)，以避免與損害其DNA的化合物接觸。腸沙門氏菌是細(xì)菌群的??成員，其包括導(dǎo)致消化和呼吸系統(tǒng)疾病的幾種致病物種，例如敗血癥和全身性感染。這項(xiàng)工作為設(shè)計(jì)可以中和這種細(xì)菌策略的新化合物打開(kāi)了大門，從而降低了抗生素治療的效率。

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