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在泥土中發(fā)現(xiàn)的分子可以幫助抵抗多重耐藥細(xì)菌

2019-04-24 11:22:22 ? 來源：

媽媽總是說你可以在污垢中玩弄細(xì)菌?，F(xiàn)在，科學(xué)家們已經(jīng)將這一建議向前推進了一步：洛克菲勒大學(xué)的一個團隊從紐約市附近的公園和世界各地收集了2000多份土壤樣本，以發(fā)現(xiàn)具有潛在毒性的細(xì)菌分子。

利用創(chuàng)新技術(shù)對生活在土壤中的微生物基因進行測序，研究人員最近宣布他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一類新的強效抗生素，稱為malacidins，他們希望這種抗生素可以有效抵抗多重耐藥細(xì)菌。

在實驗室和動物試驗中，malacidins消滅了許多感染，包括一些已經(jīng)對傳統(tǒng)抗生素產(chǎn)生抗藥性的感染。此外，暴露于malacidins的傳染性細(xì)菌在長期實驗室實驗中未對新抗生素產(chǎn)生抗性。該研究結(jié)果發(fā)表在“自然微生物學(xué)”雜志上。

洛克菲勒大學(xué)遺傳編碼小分子實驗室負(fù)責(zé)人Sean F. Brady表示，在malacidins可能為人體臨床試驗做好準(zhǔn)備之前，需要多年的額外研究。盡管如此，這一發(fā)現(xiàn)有朝一日可能有助于解決迫在眉睫的公共衛(wèi)生危機，因為現(xiàn)有的抗生素正在逐漸喪失對抗導(dǎo)致危險感染的微生物的有效性。

挖掘污垢的捷徑

土壤是微生物學(xué)家探索的豐富環(huán)境。它含有一系列令人驚嘆的微生物，它們比人類微生物群更加多樣化 - 一克土壤可能含有數(shù)千種細(xì)菌。但絕大多數(shù)這些細(xì)菌不適應(yīng)實驗室培養(yǎng)，因此無法進行科學(xué)開發(fā)。

Brady的團隊通過開創(chuàng)一種從土壤中的微生物DNA中鑒定可能的藥物化合物的技術(shù)解決了這個問題，而不是從微生物本身中提取這些化合物。該方法不需要培養(yǎng)，而是依賴于DNA測序和計算分析等高科技工具。

這種策略的一個問題是污垢含有太多的DNA，研究人員無法完全分析。“無論你今天的測序能力如何，在單個土壤樣本中對所有DNA進行測序仍然不夠，更不用說在地球上存在的數(shù)百萬或數(shù)萬億的環(huán)境中，”Brady說。“我們必須提出更有創(chuàng)意的方法來對所有遺傳信息進行分類。”

他們的答案是篩選DNA，尋找類似于已知藥物編碼的基因 - 在這種情況下，這是一種相對較新的抗生素，僅在鈣存在的情況下起作用。這些藥物具有額外的優(yōu)點，即它們不容易促使感染性細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性。

看不見但并不罕見

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)其中一個序列編碼了malacidin分子。這些化合物的物理結(jié)構(gòu)及其功能方式與其他鈣結(jié)合藥物不同。

“它們是全新的分子，”布拉迪說。“他們以前從未見過。”盡管如此，malacidins在自然界中非常普遍 - 研究人員在他們測試的每10個土壤樣本中發(fā)現(xiàn)了一個。

Brady的團隊正在研究新發(fā)現(xiàn)的malacidin分子的變體，看看另一種類似物是否可以更好地作為細(xì)菌殺手。

此外，研究人員正在加大對新抗生素的研究力度。如果不開發(fā)新療法，預(yù)計到2050年，由于無法治愈的感染導(dǎo)致的全球死亡人數(shù)將增加十倍以上。

Brady說，持續(xù)的研究工作有助于扭轉(zhuǎn)這種趨勢。“在對抗生素未來的悲觀預(yù)測中，有希望重新回到這個非常富有成效的井中，看看我們是否能夠找到一批真正有用的抗生素，”他說。

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