發(fā)現(xiàn)使細菌逃避抗生素的機制

來自UAB的研究人員首次在PLOS ONE發(fā)表的一篇文章中描述了細菌菌落的行為模型，該模型展示了它如何在定植過程中保護自身免受抗生素等有毒物質(zhì)的侵害。UAB遺傳學(xué)和微生物學(xué)系的分子微生物學(xué)研究小組已經(jīng)確定，在抗生素存在的情況下，腸道沙門氏菌兩種蛋白質(zhì)之間平衡的改變導(dǎo)致了允許群體擴散的結(jié)構(gòu)的解體，這反過來又阻止了細菌菌落中細胞的進展最接近有害濃度的抗生素，而其余細胞則擴散到濃度較低的區(qū)域。

細菌群體以稱為蜂群的協(xié)調(diào)方式在表面上移動，這使得它們能夠在器官和組織上進一步擴散并增加感染的毒力。這種運動是由鞭毛和化學(xué)感受器的作用驅(qū)動的，這些系統(tǒng)負責(zé)識別環(huán)境中的化合物并固定在細胞的兩極，形成高度有組織的結(jié)構(gòu)，其中蛋白質(zhì)CheW構(gòu)成了一部分。

研究人員已經(jīng)證明，SOS系統(tǒng)的激活是細菌在抗生素存在下的細胞反應(yīng)，導(dǎo)致RecA蛋白濃度增加，通過改變化學(xué)感受器的組織干擾CheW蛋白的分布。并停止蜂擁而至的運動。

這兩種蛋白質(zhì)濃度之間的不平衡使得細菌菌落避免了它們所定殖的表面的任何區(qū)域，這些區(qū)域存在有害濃度的抗生素，阻止了最接近藥物的區(qū)域內(nèi)的蜂群運動，并允許其他區(qū)域的殖民化。

因此，RecA和CheW蛋白之間的分子平衡被認為對細菌細胞中化學(xué)感受器的組織以及它們的定植運動至關(guān)重要。這項工作還表明，如果該區(qū)域的抗生素劑量減少到無害水平，RecA濃度的下降和與CheW重新建立平衡，可以再次構(gòu)建化學(xué)感受器，恢復(fù)群集運動結(jié)果，該地區(qū)的殖民化。

用研究人員的話說，結(jié)果清楚地表明細菌群體使用本文所述的特定機制在表面上移動，以避免與損害其DNA的化合物接觸。腸沙門氏菌是細菌群的??成員，其包括導(dǎo)致消化和呼吸系統(tǒng)疾病的幾種致病物種，例如敗血癥和全身性感染。這項工作為設(shè)計可以中和這種細菌策略的新化合物打開了大門，從而降低了抗生素治療的效率。

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