一種來自雜草的新型抗生素

研究SNSF項目的研究人員在以前很少探索的地點發(fā)現(xiàn)了新的抗生素活性化學物質(zhì)：一種常見雜草的葉子。剛公布的研究結(jié)果表明，這個微觀世界包含許多可能導致新藥的未知天然產(chǎn)物。

今天使用的許多抗生素都是由細菌自身制造的天然產(chǎn)品開發(fā)的，以抵御其他細菌。過去常常在土壤中尋找和發(fā)現(xiàn)這些產(chǎn)品?，F(xiàn)在，蘇黎世聯(lián)邦理工學院微生物研究所的Julia Vorholt和JörnPiel已經(jīng)轉(zhuǎn)向了一個完全不同的生態(tài)系統(tǒng)：植物的葉子。作為由瑞士國家科學基金會(SNSF)資助的國家研究計劃“抗菌素耐藥性”(NRP 72)的一部分，研究人員正在研究來自擬南芥葉片表面的細菌菌株，該菌株是在野外生長的擬南芥。

這種稱為葉面的微觀世界營養(yǎng)成分很差。“這引起了激烈的競爭壓力，”Julia Vorholt說。“因此，細菌會產(chǎn)生多種物質(zhì)，使它們能夠保護它們的棲息地。”這是因為盡管食物供應稀缺，但是植物圈中仍然存在著大量的生物。Vorholt和Piel調(diào)查了200多種細菌菌株，這些細菌菌株出現(xiàn)在廣泛存在的擬南芥中。

細菌中的抗生素效果多種多樣

這些菌株的基因組已被解碼，但直到現(xiàn)在才以任何有針對性的方式進行分析。“我們應用生物信息學技術來研究能夠控制物質(zhì)生成的基因簇，從而對其他細菌產(chǎn)生影響”，Vorholt說。為了確切了解這些影響，研究人員在實驗室中進行了平行測試：他們在各種菌株之間發(fā)現(xiàn)了725種抗生素相互作用，可防止一些細菌繁殖。

“顯而易見的一個大問題是，我們是否只是發(fā)現(xiàn)了其他棲息地中已知的天然產(chǎn)品，或者我們是否偶然發(fā)現(xiàn)了具有全新特性的化合物，”JörnPiel說。這對抗生素研究具有重要意義，抗生素研究正在尋找具有與當今藥物非常不同的作用機制的新抗生素，因此可以克服現(xiàn)有的抗生素抗性。

一種全新的化合物 - 可能是其中之一

為了確定他們是否正在處理新的抗生素，Vorholt和Piel必須詳細研究化學成分。他們這樣做是為了基因簇和單一細菌菌株的化合物 - 短桿菌屬(Brevibacillus sp。)Leaf182 - 特別富有成效。通過這樣做，他們發(fā)現(xiàn)了幾種具有抗菌活性的化學物質(zhì)。其中一位研究人員將其命名為macrobrevin，展示了一種全新的化學結(jié)構。

“現(xiàn)在我們需要弄清楚macrobrevin和其他新發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)是否也能有效對抗導致人類疾病的細菌，”Piel說。他說，這是令人興奮的可能性，但更令人興奮的是，相對未開發(fā)的植物圈仍含有許多抗生素活性天然產(chǎn)物：“我毫不懷疑這個極其多樣化的生態(tài)系統(tǒng)將為醫(yī)學科學提供許多新方法我們的研究結(jié)果證實，擴大自然界對抗生素的研究是值得的。“

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