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      化學(xué)工程師發(fā)現(xiàn)一些細(xì)菌抵抗威脅
      
			
      
				2019-04-29 11:13:50
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      細(xì)菌是隱秘的生物。它們可以在幾分鐘內(nèi)繁殖，并隨著我們對它們的投入而生存 - 包括抗生素。世界衛(wèi)生組織稱抗生素耐藥性是“當(dāng)今全球健康，糧食安全和發(fā)展面臨的最大威脅之一”。根據(jù)美國疾病控制中心的數(shù)據(jù)，每年約有200萬人在美國感染抗生素耐藥細(xì)菌。這些感染很難治療，而且越來越致命。面對這種威脅，科學(xué)家們想要弄清楚細(xì)菌是如何進(jìn)化的。
      

      化學(xué)工程師發(fā)現(xiàn)一些細(xì)菌抵抗威脅
      

      來自特拉華大學(xué)和加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校的一個團(tuán)隊最近發(fā)現(xiàn)了關(guān)于大腸桿菌如何在應(yīng)對危及生命的挑戰(zhàn)中發(fā)生變異的新見解。他們的研究結(jié)果發(fā)表在美國國家科學(xué)院院刊(PNAS)上。
      

      一種獨(dú)特的方法
      

      “我們想研究細(xì)胞如何從重大打擊中恢復(fù)過來，”共同作者，特拉華大學(xué)化學(xué)與生物分子工程百年教授Maciek R. Antoniewicz說。
      

      UD研究生工程專業(yè)的學(xué)生Christopher Long和Jacqueline Gonzalez與Antoniewicz共同撰寫了這篇論文。
      

      為此，該團(tuán)隊匯總了兩種通常不同時使用的實(shí)驗方法：全基因組測序和代謝通量分析。
      

      “本文的一個新穎之處在于，我們使用了兩種互補(bǔ)的方法來闡明這些細(xì)胞是如何進(jìn)化的，”Antoniewicz說。“這是兩種方法首次結(jié)合??使用，以確定基因型和表型之間的聯(lián)系。”
      

      在加州大學(xué)圣地亞哥分校，生物工程副項目科學(xué)家Adam Feist和Galletti生物工程教授Bernhard Palsson對10種大腸桿菌進(jìn)行了修飾，然后進(jìn)化出來。他們敲除了細(xì)菌細(xì)胞利用磷酸葡萄糖異構(gòu)酶的能力，磷酸異構(gòu)酶是一種在葡萄糖(糖)代謝中起關(guān)鍵作用的酶。搶奪磷酸葡萄糖異構(gòu)酶的大腸桿菌細(xì)胞類似于使它們挨餓，使它們的生長發(fā)育遲緩80%。
      

      然而，隨著這些大腸桿菌細(xì)胞的進(jìn)化和繁殖，它們最終恢復(fù)了46%至71%的生長速度。
      

      研究小組隨后使用基因組分析和通量分析來確定細(xì)胞如何突變并適應(yīng)恢復(fù)。Antoniewicz是通量分析領(lǐng)域的領(lǐng)先專家，因此這些實(shí)驗發(fā)生在特拉華大學(xué)。
      

      Antoniewicz，Long和Gonzalez在基因sthA，pntAB和crr中發(fā)現(xiàn)了三個突變，幫助大腸桿菌細(xì)胞恢復(fù)生長。這些突變有助于細(xì)胞加速由于缺乏磷酸葡萄糖異構(gòu)酶而受到阻礙的代謝步驟。
      

      “令人著迷的是，你可以擺脫葡萄糖代謝中最重要的基因之一，細(xì)胞就能恢復(fù)，”Antoniewicz說。“這證明了生物系統(tǒng)具有很大的靈活性。”
      

      然而，這種適應(yīng)性是一種祝福和詛咒，就像抗生素抗性細(xì)菌一樣。
      

      “細(xì)胞靈活靈活，”他說。“如果你想阻止他們成長，使用單一目標(biāo)可能還不夠。”
      

      接下來，該團(tuán)隊正在研究一組具有不同特征的新大腸桿菌菌株。
      
			

			
        
      
			
      
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