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      重新編程細菌而不是殺死它們可能是抗生素耐藥性的答案
      
			
      
				2019-05-09 11:02:22
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      改變某人的基因編程比你想象的要容易。雖然在分子水平上改變DNA的技術(shù)正在被越來越廣泛地使用，但是也可以簡單地打開或關(guān)閉基因而不永久地改變基礎(chǔ)遺傳物質(zhì)。這意味著我們可以通過改變環(huán)境或藥物來影響發(fā)送到生物體內(nèi)的遺傳指令。
      

      重新編程細菌而不是殺死它們可能是抗生素耐藥性的答案
      

      這個“表觀遺傳學(xué)”領(lǐng)域已經(jīng)幫助醫(yī)生了解某些疾病如何發(fā)揮作用，為什么運動可以如此有益，以及我們?nèi)绾文軌蚋淖兯ダ线^程。但我和我的同事正試圖研究表觀遺傳學(xué)在細菌中的作用。
      

      我們最近研究了一種可能影響細菌表觀遺傳學(xué)的方法，這種方法可以在不使用抗生素藥物的情況下阻止感染。鑒于許多細菌對現(xiàn)有抗生素產(chǎn)生抗藥性，這可能開辟治療疾病的重要新途徑。
      

      我們的研究著眼于鮑曼不動桿菌(Acinetobacter baumannii)，它是人們可以在醫(yī)院中感染的主要原因，并且可以殺死多達70%的感染者?？股夭辉龠m用于鮑曼不動桿菌的某些菌株 - 世界衛(wèi)生組織最近將其列為對人類健康的最大細菌威脅。
      

      我們已經(jīng)有一些所謂的抗毒藥物，它們不會殺死細菌，但會使它們無害，這樣身體的免疫系統(tǒng)就可以清除它們，而不會讓任何背后的藥物產(chǎn)生抗藥性。提出一種影響細菌表觀遺傳學(xué)的方法，使蟲子無害，可以幫助我們制造新的抗病毒藥物，為藥物做出巨大貢獻。
      

      為了開始這個過程，我們首先轉(zhuǎn)向人類表觀遺傳學(xué)。影響我們表觀遺傳學(xué)的最常見方式是在我們的遺傳物質(zhì)中添加一個小分子標記，以打開或關(guān)閉相關(guān)基因。特別是，我們可以將一種稱為乙酰基的標簽添加到稱為組蛋白的重要蛋白質(zhì)中。
      

      重新編程細菌而不是殺死它們可能是抗生素耐藥性的答案
      

      在組蛋白中加入乙酰基標簽。圖片來源：CNX OpenStax，CC BY
      

      組蛋白組織我們的2米長的DNA分子，使它們能夠整齊地貼合在我們100微米長的細胞內(nèi)。添加乙?；鶚撕炇羌毎脕砀淖兘M蛋白與DNA相互作用方式的自然機制。添加乙?；鶚撕炌ǔせ钅承┗颍@意味著它們會改變細胞的行為方式。該組蛋白修飾過程中的失敗與癌癥，心血管疾病和許多神經(jīng)退行性疾病有關(guān)。
      

      細菌細胞有自己的組蛋白形式，稱為HU，它組織DNA并參與使其所有功能發(fā)揮作用。被稱為“革蘭氏陽性”的細菌，例如我們消化系統(tǒng)中幫助我們分解食物的細菌，如果沒有工作HU就無法生存。并且“革蘭氏陰性細菌”，通常是使我們生病的那些，例如腸沙門氏菌，在沒有HU的情況下變得更不那么有害。
      

      新藥
      

      在我們的研究中，我們發(fā)現(xiàn)向HU添加乙酰基標簽顯著影響了它與DNA的相互作用方式。這意味著這種修飾極有可能產(chǎn)生表觀遺傳變化，影響細菌如何生長和感染其他生物。因此，如果我們能夠以這種方式制造能夠?qū)毦鞍踪|(zhì)進行這些改變的藥物，我們就能有一種新的方法來阻止感染。
      

      這對于醫(yī)學(xué)來說是一個非常重要的挑戰(zhàn)，因為抗生素耐藥的細菌每年在全世界殺死70萬人。如果我們找不到新的治療方法，到2025年每年的死亡人數(shù)可能會增加到1000萬。
      

      一旦我們驗證了特定的表觀遺傳變化與細菌感染之間的聯(lián)系，我們就可以開始尋找以這種方式改變細菌表觀遺傳學(xué)的物質(zhì)，使其降低危害。在臨床前開發(fā)或臨床試驗中，已有幾種以類似方式靶向人類表觀遺傳學(xué)的分子。因此，“關(guān)閉”細菌引起感染的能力的藥物可能并不太遙遠。
      
			

			
        
      
			
      
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