在泥土中發(fā)現(xiàn)的分子可以幫助抵抗多重耐藥細(xì)菌
媽媽總是說你可以在污垢中玩弄細(xì)菌?,F(xiàn)在,科學(xué)家們已經(jīng)將這一建議向前推進(jìn)了一步:洛克菲勒大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)從紐約市附近的公園和世界各地收集了2000多份土壤樣本,以發(fā)現(xiàn)具有潛在毒性的細(xì)菌分子。
利用創(chuàng)新技術(shù)對(duì)生活在土壤中的微生物基因進(jìn)行測(cè)序,研究人員最近宣布他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一類新的強(qiáng)效抗生素,稱為malacidins,他們希望這種抗生素可以有效抵抗多重耐藥細(xì)菌。
在實(shí)驗(yàn)室和動(dòng)物試驗(yàn)中,malacidins消滅了許多感染,包括一些已經(jīng)對(duì)傳統(tǒng)抗生素產(chǎn)生抗藥性的感染。此外,暴露于malacidins的傳染性細(xì)菌在長期實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中未對(duì)新抗生素產(chǎn)生抗性。該研究結(jié)果發(fā)表在“自然微生物學(xué)”雜志上。
洛克菲勒大學(xué)遺傳編碼小分子實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Sean F. Brady表示,在malacidins可能為人體臨床試驗(yàn)做好準(zhǔn)備之前,需要多年的額外研究。盡管如此,這一發(fā)現(xiàn)有朝一日可能有助于解決迫在眉睫的公共衛(wèi)生危機(jī),因?yàn)楝F(xiàn)有的抗生素正在逐漸喪失對(duì)抗導(dǎo)致危險(xiǎn)感染的微生物的有效性。
挖掘污垢的捷徑
土壤是微生物學(xué)家探索的豐富環(huán)境。它含有一系列令人驚嘆的微生物,它們比人類微生物群更加多樣化 - 一克土壤可能含有數(shù)千種細(xì)菌。但絕大多數(shù)這些細(xì)菌不適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng),因此無法進(jìn)行科學(xué)開發(fā)。
Brady的團(tuán)隊(duì)通過開創(chuàng)一種從土壤中的微生物DNA中鑒定可能的藥物化合物的技術(shù)解決了這個(gè)問題,而不是從微生物本身中提取這些化合物。該方法不需要培養(yǎng),而是依賴于DNA測(cè)序和計(jì)算分析等高科技工具。
這種策略的一個(gè)問題是污垢含有太多的DNA,研究人員無法完全分析。“無論你今天的測(cè)序能力如何,在單個(gè)土壤樣本中對(duì)所有DNA進(jìn)行測(cè)序仍然不夠,更不用說在地球上存在的數(shù)百萬或數(shù)萬億的環(huán)境中,”Brady說。“我們必須提出更有創(chuàng)意的方法來對(duì)所有遺傳信息進(jìn)行分類。”
他們的答案是篩選DNA,尋找類似于已知藥物編碼的基因 - 在這種情況下,這是一種相對(duì)較新的抗生素,僅在鈣存在的情況下起作用。這些藥物具有額外的優(yōu)點(diǎn),即它們不容易促使感染性細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性。
看不見但并不罕見
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)序列編碼了malacidin分子。這些化合物的物理結(jié)構(gòu)及其功能方式與其他鈣結(jié)合藥物不同。
“它們是全新的分子,”布拉迪說。“他們以前從未見過。”盡管如此,malacidins在自然界中非常普遍 - 研究人員在他們測(cè)試的每10個(gè)土壤樣本中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)。
Brady的團(tuán)隊(duì)正在研究新發(fā)現(xiàn)的malacidin分子的變體,看看另一種類似物是否可以更好地作為細(xì)菌殺手。
此外,研究人員正在加大對(duì)新抗生素的研究力度。如果不開發(fā)新療法,預(yù)計(jì)到2050年,由于無法治愈的感染導(dǎo)致的全球死亡人數(shù)將增加十倍以上。
Brady說,持續(xù)的研究工作有助于扭轉(zhuǎn)這種趨勢(shì)。“在對(duì)抗生素未來的悲觀預(yù)測(cè)中,有希望重新回到這個(gè)非常富有成效的井中,看看我們是否能夠找到一批真正有用的抗生素,”他說。
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