新研究解釋了蘋果梨病的抗生素耐藥性
當人類感染細菌時,我們會接觸抗生素,讓我們感覺更快。許多經(jīng)濟上重要的作物也是如此。幾十年來,農(nóng)民一直在蘋果樹和梨樹上噴灑鏈霉素,以殺死導(dǎo)致火疫病的細菌,這種嚴重的疾病僅在美國就每年花費超過1億美元。
但就像人類醫(yī)學(xué)一樣,引起火疫病的細菌對鏈霉素的耐藥性也越來越強。農(nóng)民們正在轉(zhuǎn)向使用新的抗生素,但人們普遍認為,細菌對任何新化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生抗藥性只是時間問題。這就是為什么來自伊利諾伊大學(xué)和中國南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的一組科學(xué)家正在研究兩種新的抗生素 -康復(fù)霉素和殺稻瘟素S-而現(xiàn)在還有時間。
“已經(jīng)證明春日霉素對蘋果和梨的這種細菌有效,但我們不知道它的作用機制是什么。我們想知道它是如何殺死細菌的。如果細菌在以后產(chǎn)生抗藥性,我們將更多地了解如何我解決了這個問題,“尤其是作為I大學(xué)作物科學(xué)系的植物病理學(xué)副教授,與分子植物 - 微生物相互作用發(fā)表的一項新研究的合著者。
導(dǎo)致火疫病的細菌,解淀粉歐文氏菌(Erwinia amylovora)是大腸桿菌的親屬,大腸桿菌是經(jīng)常測試的抗生素敏感性和抗性的模型系統(tǒng)。在大腸桿菌中的研究表明,春日霉素和殺稻瘟素S都通過跨越細胞膜的兩個轉(zhuǎn)運蛋白進入細菌細胞。這些ATP結(jié)合盒(ABC)轉(zhuǎn)運蛋白被稱為寡肽通透酶和二肽通透酶,或簡稱為Opp和Dpp。
轉(zhuǎn)運蛋白通常將小蛋白質(zhì)從膜的一側(cè)運送到另一側(cè),但抗生素可以劫持Opp和Dpp進入內(nèi)部。一旦進入細胞內(nèi),抗生素會攻擊一個關(guān)鍵基因ksgA,導(dǎo)致細菌死亡。
趙和他的團隊想知道在解淀粉歐文氏菌中是否發(fā)生了同樣的過程。他們創(chuàng)造了具有功能失調(diào)的Opp和Dpp轉(zhuǎn)運蛋白的細菌的突變菌株,并將它們暴露于春日霉素和殺稻瘟素S.研究人員發(fā)現(xiàn)突變菌株對抗生素具有抗性,這表明Opp和Dpp也是解淀粉歐文氏菌的守門人。
趙和他的團隊還發(fā)現(xiàn)了一個調(diào)節(jié)Opp和Dpp表達的基因RcsB。“如果在營養(yǎng)限制條件下有更高的表達,這意味著抗生素可以非??焖俚剡\輸并且非常有效地殺死細菌,”他說。
研究人員還有更多的工作要做,以確定如何在解淀粉歐文氏菌中操縱Opp / Dpp和RcsB,使其對新的抗生素更加敏感,但趙是樂觀的。
“通過全面了解抗藥性的機制,我們可以開發(fā)出預(yù)防它的方法。將來,我們可以改變春日霉素的配方,使其能夠有效地轉(zhuǎn)運到細菌中并在低濃度下殺死它,”他說。“我們需要在它發(fā)生之前了解它。”
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