數(shù)千年來對銅的細菌耐藥性
銅的人類使用可以追溯到青銅時代,它塑造了細菌的進化,導致了對金屬抗菌性能具有高度抵抗力的蟲子。大量的銅對人和大多數(shù)活細胞都有毒。但我們的免疫系統(tǒng)使用一些銅來抵御可能使我們生病的細菌。環(huán)境中更多的銅會導致更多的細菌,包括大腸桿菌,會產(chǎn)生遺傳抗性。這可能會增加人們的感染風險,杰森斯洛特說,他是一名新的銅抗性研究人員,并且是俄亥俄州立大學的植物病理學助理教授。
今天,銅被廣泛使用,包括動物飼料和制造醫(yī)院設備 - 可能特別有利于細菌發(fā)展更大阻力的區(qū)域,Slot說。專門研究真菌進化基因組學的Slot說,在“銅脅迫”的壓力下,細菌已經(jīng)交換了DNA,使得一些人能夠比威脅更長壽。幾個世紀以來,導致銅抵抗的基因已經(jīng)結(jié)合,形成了一個特別強硬的重金屬對手,科學家稱之為“銅穩(wěn)態(tài)和銀抵抗島”或CHASRI。
Slot和他的同事創(chuàng)建了一個分子鐘,使用隨時間收集的細菌樣本和進化分析來追蹤銅抗性的歷史。該團隊研究了細菌的變化,并將其與人類使用銅進行了比較。他們的工作表明,細菌內(nèi)的遺傳多樣化反復發(fā)作似乎與銅產(chǎn)量的峰值相對應。
該研究發(fā)表在“ 基因組生物學與進化 ”雜志上。
Slot是一位進化生物學家,當他得知所涉及的基因不像科學家所期望的那樣進化時,他首先對銅抗性產(chǎn)生了興趣。“這可能是在人類開始使用大量銅的時候出現(xiàn)的 - 在青銅器時代,”Slot說。他和他的合作者推測,最初的阻力可能發(fā)生在用銅合金容器發(fā)酵的牛奶中,或者在高銅環(huán)境中的動物腸道中。
從那時起,人類對銅的使用可能會導致細菌具有更強的抵抗力。例如,“大約2000年前,羅馬人向環(huán)境中輸送了大量的銅粉,”Slot說。格陵蘭的冰芯支持這一理論,顯示出當時可能出現(xiàn)的高銅排放。
今天,銅廣泛用于工業(yè),包括農(nóng)業(yè),其中添加金屬以喂養(yǎng)肥料。Slot說,近年來,由于其抗菌性能,人們開始更多地在醫(yī)療環(huán)境中使用銅。“你正誘使環(huán)境中的細菌產(chǎn)生一種逃避免疫系統(tǒng)的機制,”Slot說。“我認為過度使用任何東西都是一個壞主意,但人們真的很難不過度使用我們擁有的少量武器。”
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