研究表明奧陶紀(jì)期間第一個(gè)腸球菌出現(xiàn)在地球上
根據(jù)今天發(fā)表在“細(xì)胞”雜志上的一項(xiàng)新研究,腸球菌- 革蘭氏陽性好氧細(xì)菌和醫(yī)院獲得性感染的主要原因 - 起源于一個(gè)可追溯到4.5億年前(奧陶紀(jì)時(shí)期)的祖先,大約是動(dòng)物的時(shí)代。第一次爬到陸地上。
“通過分析當(dāng)今腸球菌的基因組和行為,我們能夠?qū)r(shí)鐘倒回到它們最早的存在,并將這些生物如何塑造成今天的形象拼湊起來,”Ashlee Earl博士說。麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)博士研究所的細(xì)菌基因組學(xué)小組和該研究的共同作者。
“了解微生物所處的環(huán)境如何導(dǎo)致新的特性可以幫助我們預(yù)測(cè)微生物如何適應(yīng)抗生素,抗菌洗手液,消毒劑和其他旨在控制其傳播的產(chǎn)品的使用。”
來自哈佛醫(yī)學(xué)院,馬薩諸塞州眼科和耳朵,麻省理工學(xué)院(麻省理工學(xué)院)以及麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)廣泛研究所的厄爾博士和他的同事一起拼湊起來,開始于生命的曙光。
近40億年前,細(xì)菌就出現(xiàn)了,從那時(shí)起,地球就開始涌現(xiàn),包括大海。
在5.42億年前稱為寒武紀(jì)爆發(fā)的時(shí)期,動(dòng)物首先出現(xiàn)在海中。
當(dāng)動(dòng)物出現(xiàn)在細(xì)菌的海洋中時(shí),細(xì)菌就會(huì)學(xué)會(huì)生活在它們身上。有些細(xì)菌保護(hù)和服務(wù)動(dòng)物,就像我們腸道中的健康微生物一樣;其他人生活在環(huán)境中,還有一些人會(huì)生病。
當(dāng)動(dòng)物在大約1億年后爬到陸地上時(shí),他們帶走了它們的細(xì)菌。
Earl博士及其合著者發(fā)現(xiàn),所有腸球菌種類,包括那些從未在醫(yī)院中發(fā)現(xiàn)過的腸球菌,都能自然抵抗干燥,饑餓,消毒劑和許多抗生素。
因?yàn)槟c球菌通常生活在大多數(shù)(如果不是全部)陸地動(dòng)物的腸道中,它們似乎也可能在現(xiàn)在已經(jīng)滅絕的陸地動(dòng)物的腸道中,包括恐龍和第一個(gè)類似千足蟲的生物爬到陸地上。
比較這些細(xì)菌的基因組提供了證據(jù)確實(shí)是這種情況。
事實(shí)上,作者發(fā)現(xiàn)每當(dāng)出現(xiàn)新型動(dòng)物時(shí)都會(huì)出現(xiàn)新的腸球菌種類。
這包括新型動(dòng)物在它們第一次爬到陸地上之后立即出現(xiàn)的情況,以及大規(guī)模滅絕后出現(xiàn)的新型動(dòng)物,特別是最大規(guī)模的滅絕,最終的二疊紀(jì)滅絕(2.51億年前)。
從海洋動(dòng)物,如魚類,腸道細(xì)菌被排泄到海洋,通常每滴水含有約5,000個(gè)無害的細(xì)菌。它們沉入海底,變成富含微生物的沉積物,被蠕蟲,貝類和其他海洋清除劑吞噬。
然后它們被魚吃掉,細(xì)菌繼續(xù)在整個(gè)食物鏈中傳播。
然而,在陸地上,腸道細(xì)菌作為糞便排出體外,在那里它們經(jīng)常變干并且大多數(shù)時(shí)間會(huì)死亡。
然而,不是腸球菌。這些細(xì)菌非常耐寒,可以抵御干燥和饑餓,這在陸地和醫(yī)院都能很好地發(fā)揮作用,因?yàn)橄緞┦刮⑸镒兊美щy。
“我們現(xiàn)在知道數(shù)十億年前腸球菌獲得了什么基因,當(dāng)它們變得耐干燥時(shí),以及攻擊其細(xì)胞壁的消毒劑和抗生素,”主要作者M(jìn)ichael S. Gilmore博士,威廉·奧斯勒爵士說。哈佛醫(yī)學(xué)院眼科學(xué)教授,馬薩諸塞州眼科和耳科高級(jí)科學(xué)家。他還是哈佛微生物科學(xué)計(jì)劃的指導(dǎo)委員會(huì)和麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)廣泛研究所的傳染病計(jì)劃。
“這些目前是我們研究設(shè)計(jì)新型抗生素和消毒劑的目標(biāo),這些抗生素和消毒劑專門用于消除腸球菌,將其作為對(duì)住院患者的威脅,”馬薩諸塞州眼耳和哈佛醫(yī)學(xué)院的第一作者Francois Lebreton博士說。
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