小RNA使細菌對抗生素更具抗性
許多土壤細菌本質(zhì)上對抗生素具有抗性。波鴻魯爾大學(xué)(Ruhr-UniversitätBochum)的研究人員已經(jīng)確定了一種調(diào)節(jié)這種抗藥性的新機制。在2018年11月13日在線發(fā)表的期刊mBio中,由微生物生物學(xué)主席Jessica Borgmann領(lǐng)導(dǎo)的研究小組描述了一種小RNA分子,它顯著影響抗生素抗性以及細胞內(nèi)的其他過程。
“ 對抗生素具有抗性的土壤細菌比排放這些抗生素的競爭性微生物具有競爭優(yōu)勢,”微生物生物學(xué)主席Franz Narberhaus教授解釋道。根癌農(nóng)桿菌(Agrobacterium tumefaciens)是一種引起植物腫瘤的土壤細菌,因其對β-內(nèi)酰胺抗生素(即青霉素)的耐受性而聞名。研究人員現(xiàn)在解釋了這種抵抗的潛在機制。他們主要對調(diào)節(jié)土壤桿菌中各種過程的小RNA分子感興趣。
沒有小RNA的耐受性較差
Borgmann團隊與Julia Bandow教授的應(yīng)用微生物學(xué)研究小組一起分析了小RNA缺失時細胞內(nèi)蛋白質(zhì)模式的變化。結(jié)果:細菌產(chǎn)生相當(dāng)小體積的降解青霉素的酶。此外,研究人員測試了將氨芐青霉素添加到細菌培養(yǎng)物中時發(fā)生的情況。沒有小RNA的菌株對抗生素的敏感性比天然菌株高100倍。
“因此,小RNA似乎是天然菌株對某些抗生素具有如此耐受性的原因,”Jessica Borgmann說。“我們假設(shè)這種分子的主要功能是確保與競爭對手微生物競爭的細菌的優(yōu)勢。”
干擾不同的代謝途徑
進行進一步分析,這位總部位于波鴻的研究人員發(fā)現(xiàn),小RNA可以控制許多過程,包括細菌細胞壁的生物合成。然而,如果細菌缺乏這種分子,它們比天然菌株形成更多的植物腫瘤。研究人員懷疑,在自然界中,細胞資源的兩種用途是相互平衡的:較高的抗生素抗性與較高的腫瘤形成毒力。
“ 結(jié)果表明不同代謝途徑的復(fù)雜相互作用,”Franz Narberhaus總結(jié)道。“顯然,重要的是協(xié)調(diào)幾種途徑,以確保在不斷變化的條件下適應(yīng)。”
小RNA作為有效的調(diào)節(jié)劑
根據(jù)要求,短RNA分子在打開和關(guān)閉細胞過程方面非常有效。與蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)劑的生產(chǎn)相比,它們的合成比細胞更快且更節(jié)能。
在后續(xù)研究中,波鴻的研究人員打算弄清楚RNA 分子用于操縱不同過程的精確機制。此外,他們還希望檢查其他土壤細菌中的抗生素抗性是否基于類似的原理,以及這種抗性是否可以轉(zhuǎn)移到其他類型的細菌。
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