小RNA使細(xì)菌對(duì)抗生素更具抗性
許多土壤細(xì)菌本質(zhì)上對(duì)抗生素具有抗性。波鴻魯爾大學(xué)(Ruhr-UniversitätBochum)的研究人員已經(jīng)確定了一種調(diào)節(jié)這種抗藥性的新機(jī)制。在2018年11月13日在線發(fā)表的期刊mBio中,由微生物生物學(xué)主席Jessica Borgmann領(lǐng)導(dǎo)的研究小組描述了一種小RNA分子,它顯著影響抗生素抗性以及細(xì)胞內(nèi)的其他過(guò)程。
“ 對(duì)抗生素具有抗性的土壤細(xì)菌比排放這些抗生素的競(jìng)爭(zhēng)性微生物具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),”微生物生物學(xué)主席Franz Narberhaus教授解釋道。根癌農(nóng)桿菌(Agrobacterium tumefaciens)是一種引起植物腫瘤的土壤細(xì)菌,因其對(duì)β-內(nèi)酰胺抗生素(即青霉素)的耐受性而聞名。研究人員現(xiàn)在解釋了這種抵抗的潛在機(jī)制。他們主要對(duì)調(diào)節(jié)土壤桿菌中各種過(guò)程的小RNA分子感興趣。
沒(méi)有小RNA的耐受性較差
Borgmann團(tuán)隊(duì)與Julia Bandow教授的應(yīng)用微生物學(xué)研究小組一起分析了小RNA缺失時(shí)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)模式的變化。結(jié)果:細(xì)菌產(chǎn)生相當(dāng)小體積的降解青霉素的酶。此外,研究人員測(cè)試了將氨芐青霉素添加到細(xì)菌培養(yǎng)物中時(shí)發(fā)生的情況。沒(méi)有小RNA的菌株對(duì)抗生素的敏感性比天然菌株高100倍。
“因此,小RNA似乎是天然菌株對(duì)某些抗生素具有如此耐受性的原因,”Jessica Borgmann說(shuō)。“我們假設(shè)這種分子的主要功能是確保與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手微生物競(jìng)爭(zhēng)的細(xì)菌的優(yōu)勢(shì)。”
干擾不同的代謝途徑
進(jìn)行進(jìn)一步分析,這位總部位于波鴻的研究人員發(fā)現(xiàn),小RNA可以控制許多過(guò)程,包括細(xì)菌細(xì)胞壁的生物合成。然而,如果細(xì)菌缺乏這種分子,它們比天然菌株形成更多的植物腫瘤。研究人員懷疑,在自然界中,細(xì)胞資源的兩種用途是相互平衡的:較高的抗生素抗性與較高的腫瘤形成毒力。
“ 結(jié)果表明不同代謝途徑的復(fù)雜相互作用,”Franz Narberhaus總結(jié)道。“顯然,重要的是協(xié)調(diào)幾種途徑,以確保在不斷變化的條件下適應(yīng)。”
小RNA作為有效的調(diào)節(jié)劑
根據(jù)要求,短RNA分子在打開(kāi)和關(guān)閉細(xì)胞過(guò)程方面非常有效。與蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)劑的生產(chǎn)相比,它們的合成比細(xì)胞更快且更節(jié)能。
在后續(xù)研究中,波鴻的研究人員打算弄清楚RNA 分子用于操縱不同過(guò)程的精確機(jī)制。此外,他們還希望檢查其他土壤細(xì)菌中的抗生素抗性是否基于類(lèi)似的原理,以及這種抗性是否可以轉(zhuǎn)移到其他類(lèi)型的細(xì)菌。
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