Nat Commun：科學(xué)家們找到細(xì)菌產(chǎn)生抗生素耐藥性的根源

　　文獻(xiàn)標(biāo)題：Dissemination of antibiotic resistance genes from antibiotic producers to pathogens.

　　文獻(xiàn)來源：Nat Commun 2017 Jun 7;8:15784

　　隨著越來越多的細(xì)菌對抗生素產(chǎn)生了耐藥性，尋找其耐藥性產(chǎn)生的根源便成了當(dāng)務(wù)之急。在來自丹麥的科學(xué)家們作出的一項(xiàng)最新研究中，他們找到了細(xì)菌產(chǎn)生抗生素耐藥性的原因，而負(fù)責(zé)這一活性的基因與產(chǎn)生抗生素的基因本身竟然存在同源性！

　　抗生素存在多種不同的類型，但它們的作用基本上是相同的：它們都能夠干擾細(xì)菌的正常生長與維持，從而達(dá)到殺傷細(xì)菌的目的。

　　抗生素本質(zhì)上是某種細(xì)菌抵抗其它細(xì)菌物種的武器，而如今我們使用的抗生素大多是來自于一種叫做放線菌的革蘭氏陽性菌。

　　1973年，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在放線菌中以及格蘭仕陰性細(xì)菌中存在微妙的種群數(shù)量平衡的現(xiàn)象，進(jìn)一步，他們發(fā)現(xiàn)兩種微生物內(nèi)部均存在能夠水解來自另外物種的抗生素的酶。

　　在大多數(shù)情況下，這些抗性基因并不會在超級細(xì)菌中演化，它們是通過橫向的基因轉(zhuǎn)移的方式從一個(gè)菌種傳播到另外一個(gè)菌種中去的。

　　一些情況下，距離較近的細(xì)菌會相互吞噬彼此的遺傳物質(zhì)，主要以質(zhì)粒傳遞的方式發(fā)生。隨著相似的抗生素耐藥性機(jī)制分別在格蘭仕陰性菌以及放線菌中被發(fā)現(xiàn)，研究者們提出了“生產(chǎn)者假說”，即放線菌是眾多細(xì)菌產(chǎn)生抗性基因的源頭。由此，研究者們進(jìn)一步觀察了一些病原菌中的抗性基因的相似性，他們發(fā)現(xiàn)很多不同類型的細(xì)菌共享一個(gè)相同的抗生素抗性系統(tǒng)。

　　“半個(gè)世紀(jì)以前，我們已經(jīng)懷疑病原菌能夠從放線菌獲得抗性基因。如今我們找到了兩個(gè)完全一致的基因”。該文章的作者Xinglin Jiang說道。

　　事實(shí)上，革蘭氏陰性菌與放線菌存在很多區(qū)別，因此難以想象基因在兩者之間的跳躍。 此外，雖然兩個(gè)基因存在清楚的相似性，但由于還是存在一定的區(qū)別，因此還不足以說明兩個(gè)基因是通過橫向傳遞獲得的，而非演化而來的。而通過對DNA序列進(jìn)行檢測，研究者們證實(shí)了這一猜想。

　　作者們稱這一過程叫做“帶回模型”，即病原菌會利用其注射系統(tǒng)將DNA序列導(dǎo)入臨近的放線菌中，之后來自放線菌的抗性基因則與注入序列發(fā)生整合。當(dāng)放線菌死亡之后，遺傳物質(zhì)將會釋放到環(huán)境中，而另外一個(gè)病原菌則會識別該序列并再次吸收為己用。

　　這相當(dāng)于將一個(gè)空的信封塞到某人的信箱里面，然后等待信箱的主人將信件塞到信封里。你所要做的就是等待主人家的房子倒塌，你就可以進(jìn)去尋找那封信了。找到這一抗性基因產(chǎn)生的源頭有助于我們針對性地殺傷超級細(xì)菌。

　　“我們或許不能阻止基因的傳遞，但當(dāng)我們了解抗性基因在病原體中是如何傳遞的，那么就有助于開發(fā)針對性的療法”相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《Nature Communications》雜志上。

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