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        Beewolves已成功使用相同的抗生素6800萬年
        
			
        
				2019-04-28 10:29:33
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        大約90年前青霉素的發(fā)現(xiàn)以及抗生素在抗擊傳染病方面的廣泛應用已經(jīng)徹底改變了人類醫(yī)學。然而，近幾十年來，多藥耐藥病原體的增加使現(xiàn)代醫(yī)學面臨著巨大的問題。昆蟲有自己的抗生素，可以提供對細菌的天然保護。來自美因茨的約翰內斯古騰堡大學和耶拿的馬克斯普朗克化學生態(tài)研究所的一組科學家現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，與人類不同，蜂狼不會面臨抗生素抗性病原體的問題。這些昆蟲與共生細菌合作，在單一物種中產(chǎn)生多達45種不同物質的抗生素混合物，以保護其后代免受霉菌侵害。
        

        Beewolves已成功使用相同的抗生素6800萬年
        

        蜜蜂是孤獨的挖掘者黃蜂，將癱瘓的蜜蜂帶入地下育雛細胞;這些作為后代的食物供應。幼蟲從卵孵化后，它們以蜜蜂為食，然后在地上的繭中冬眠。在冬眠期間，它們經(jīng)常受到快速生長的霉菌的威脅，這些霉菌的孢子在土壤中無處不在。為了保護他們的幼崽，蜜蜂不僅發(fā)展了自己的防御機制，他們還依靠微生物的化學武器庫。成年雌性在其觸角中繁殖鏈霉菌屬的細菌，并將這些細菌沉積在其幼蟲發(fā)育的育雛細胞的壁上。當一只幼蟲旋轉它的繭時，它將鏈霉菌編織成繭絲。因為細菌會產(chǎn)生不同的雞尾酒抗生素物質形成保護層，防止霉菌進入繭并感染幼蟲。
        

        美國國家科學院院刊發(fā)表的這項研究顯示，美因茨和耶拿的科學家們表明，自白堊紀以來，狼人與其細菌伴侶之間的保護性共生關系不僅存在(參見phys.org/news/2014) -04-symbiosi ... -millions-years.html);此外，細菌對病原體提供的抗生素保護自大約6800萬年前發(fā)展以來變化很小。所有研究過的蜜蜂物種都使用非常相似的抗生素混合物 - 基本上只有兩種結構的修飾：鏈霉素和殺螟素。“為了幫助他們的宿主對抗新的或抗性霉菌，我們原本預計一些蜂狼共生體會進化出新的抗生素來補充它們的武器庫，”該研究的第一作者，美因茨大學的Tobias Engl說。然而，最初的抗生素雞尾酒必須非常有效，不需要改變。從一開始就特別重要的特性可能是混合物對各種各樣的真菌有效，
        

        抗生素混合物對各種霉菌提供的廣泛保護可能與細菌共生體產(chǎn)生的大量物質有關。因為大多數(shù)這些物質可以追溯到單個基因簇，科學家們還研究了產(chǎn)物多樣性的分子原因。他們確定了幾個關鍵的生物合成步驟，并發(fā)現(xiàn)共生鏈霉菌的酶的選擇性低于自由生活細菌的酶。這種缺乏特異性使酶與不同的化學前體結合，這是產(chǎn)品數(shù)量較多的原因。此外，殺螟素生物合成的直接終產(chǎn)物以多種方式被修飾。結果是在不同的蜜蜂物種中發(fā)現(xiàn)了大量不同量的抗生素物質。單一物質相對含量的地理格局表明，抗生素使得狼群能夠在一定程度上適應當?shù)氐拿咕郝洹?/p>

        Beewolves及其共生體產(chǎn)生的抗生素可能暴露于與人類不同的選擇壓力。人類病原體通過對常見抗生素產(chǎn)生抗藥性而獲得巨大優(yōu)勢。他們可以有效地利用這一優(yōu)勢，因為它們在人與人之間傳播，在我們的全球化世界中，甚至從一個國家傳播到另一個國家。它們很容易在醫(yī)院中傳播，許多人通常在免疫系統(tǒng)受損的情況下生活在一起。“相比之下，蜜蜂通常在小群體中發(fā)現(xiàn)并且經(jīng)常搬遷，因為它們依靠開闊的沙地來建造洞穴，”Martin Kaltenpoth，他是耶拿馬克斯普朗克研究小組的負責人，直到他成為美因茨的進化生態(tài)學教授。在2015年，解釋說。“因此，抗性病原體幾乎沒有機會在種群內或群體之間傳播。”也許這就是為什么沒有抗性微生物專門研究蜂狼的原因。霉菌。有利于廣譜活性而非適應特定病原體的選擇性過程可能影響抗生素混合物的發(fā)展，并導致其數(shù)百萬年保持不變。
        
			

			
          
        
			
        
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