Nat Commun：科學家們找到細菌產生抗生素耐藥性的根源

2017年6月20日/生物谷BIOON/---隨著越來越多的細菌對抗生素產生了耐藥性，尋找其耐藥性產生的根源便成了當務之急。在來自丹麥的科學家們作出的一項最新研究中，他們找到了細菌產生抗生素耐藥性的原因，而負責這一活性的基因與產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：它們都能夠干擾細菌的正常生長與維持，從而達到殺傷細菌的目的。

抗生素本質上是某種細菌抵抗其它細菌物種的武器，而如今我們使用的抗生素大多是來自於一種叫做放線菌的革蘭氏陽性菌。

1973年，科學家們發現在放線菌中以及格蘭仕陰性細菌中存在微妙的種群數量平衡的現象，進一步，他們發現兩種微生物內部均存在能夠水解來自另外物種的抗生素的酶。

那麼，這些抗性基因最早是怎麼出現的呢？

在大多數情況下，這些抗性基因並不會在超級細菌中演化，它們是通過橫向的基因轉移的方式從一個菌種傳播到另外一個菌種中去的。

一些情況下，距離較近的細菌會相互吞噬彼此的遺傳物質，主要以質粒傳遞的方式發生。隨著相似的抗生素耐藥性機制分別在格蘭仕陰性菌以及放線菌中被發現，研究者們提出了"生產者假說"，即放線菌是眾多細菌產生抗性基因的源頭。由此，研究者們進一步觀察了一些病原菌中的抗性基因的相似性，他們發現很多不同類型的細菌共享一個相同的抗生素抗性系統。

"半個世紀以前，我們已經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完全一致的基因"。該文章的作者Xinglin Jiang說道。

事實上，革蘭氏陰性菌與放線菌存在很多區別，因此難以想像基因在兩者之間的跳躍。 此外，雖然兩個基因存在清楚的相似性，但由於還是存在一定的區別，因此還不足以說明兩個基因是通過橫向傳遞獲得的，而非演化而來的。

而通過對DNA序列進行檢測，研究者們證實了這一猜想。

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將DNA序列導入臨近的放線菌中，之後來自放線菌的抗性基因則與注入序列發生整合。當放線菌死亡之後，遺傳物質將會釋放到環境中，而另外一個病原菌則會識別該序列並再次吸收為己用。

這相當於將一個空的信封塞到某人的信箱裡面，然後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，你就可以進去尋找那封信了。

找到這一抗性基因產生的源頭有助於我們針對性地殺傷超級細菌。

"我們或許不能阻止基因的傳遞，但當我們了解抗性基因在病原體中是如何傳遞的，那麼就有助於開發針對性的療法"

相關結果發表在《Nature Communications》雜誌上。（生物谷 Bioon.com）

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