新研究突出了抗生素如何刺激細菌繁
根據(jù)發(fā)表在Nature Ecology&Evolution雜志上的一項研究,抗生素可以刺激細菌的生長。
英國埃克塞特大學的一個科學家小組在四天內對大腸桿菌(大腸桿菌)細菌進行了8輪抗生素治療,發(fā)現(xiàn)每次治療時細菌的抗生素耐藥性都有所增加。
這是預料之中的,但作者驚訝地發(fā)現(xiàn)突變的大腸桿菌比在遇到藥物之前復制得更快,并且由于突變而形成了三倍大的群體。
這只見于暴露于抗生素的細菌中 - 當團隊將藥物帶走時,進化的變化沒有被消除,新發(fā)現(xiàn)的能力仍然存在。
“我們的研究表明,有可能對被添加的好處大腸桿菌的細菌,當他們進化性的抗生素臨床水平,”??巳卮髮W教授羅伯特·比爾德莫爾,該研究主要作者。
“人們常說,達爾文的進化速度緩慢,但事實并非如此,特別是當細菌暴露于抗生素時。”
“細菌具有顯著的重排DNA的能力,這可以阻止藥物的作用,有時只需幾天。雖然快速的DNA變化對人類細胞可能是危險的,但對于像大腸桿菌這樣的細菌來說,如果它們能夠找到正確的變化,它可以帶來多重好處。“
Beardmore教授和合著者測試了抗生素強力霉素對大腸桿菌的影響,作為抗生素引起的DNA變化研究的一部分。
隨后進化的細菌在零下80攝氏度下安全冷凍,科學家利用基因測序找出哪些DNA變化導致其不尋常的進化。
一些變化是眾所周知的,并且已經在臨床患者中看到,例如大腸桿菌產生更多的抗生素泵,細菌利用這些泵將抗生素推出細胞。另一項變化是看到已知描述休眠病毒的DNA丟失。
研究第一作者卡洛斯雷丁博士說:“我們最好的猜測是,失去病毒的DNA可以阻止大腸桿菌自我毀滅,因此一旦泵DNA的增加使得它們首先抵抗抗生素,我們就會看到更多的細菌細胞生長。” -Roman。
“這為大腸桿菌基因組的兩個區(qū)域的變化創(chuàng)造了進化力量。”
“通常,自我毀滅可以幫助細菌通過生物膜的生產來定殖表面。當你向下看插孔時,你會看到一個臟水槽中的生物膜。但我們的研究使用液體條件,有點像血液,所以大腸桿菌可以放棄其生物膜生活方式,有利于增加細胞生產。“
“據(jù)一些人說,藥物抗藥性的進化并不是在高劑量下進行的,但是我們的論文表明它可以和細菌的變化方式不會對治療某些類型的感染有益。這表明盡快在患者身上使用合適的抗生素非常重要,因此我們在臨床上看不到像這樣的適應癥,“共同作者Mark Hewlett博士說。
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