我們今天使用的絕大多數(shù)抗生素都是以細菌生產的天然分子為基礎。隨著抗生素抗性問題的日益突出,人們亟需尋找更多新的抗生素。然而,讓細菌生產新抗生素并不容易,絕大多數(shù)細菌并不能在實驗室里生長,生產抗生素分子的基因大多也不會啟動。
研究人員找到了解決這些問題的方法。他們在細菌基因組中鑒定生產抗菌化合物的基因,然后自己合成這些化合物。不需要培養(yǎng)細菌就可以發(fā)現(xiàn)新的潛在抗生素。
研究人員用特殊軟件在公開數(shù)據(jù)庫中掃描人體共生菌的基因組,搜索可能生產抗生素的基因簇,并預測其產物的化學結構。他們一共鑒定了57個潛在的基因簇,最終通過多肽固相合成法制造了25個不同的化合物。他們對這些化合物的抗菌效果進行測試,成功確定了兩個親緣關系很近的抗生素,humimycin A和humimycin B。這兩種抗生素都是在紅球菌(Rhodococcus)中發(fā)現(xiàn)的,這種細菌在實驗室培養(yǎng)的時候從未生產過類似物質。
研究顯示,humimycins對葡萄球菌和鏈球菌特別有效。這種抗生素可以抑制建立細胞壁的酶,干擾細胞壁的建立通路,由此殺死致病菌。常用抗生素β-內酰胺的作用模式與此類似,但細菌常常會對這類藥物產生抵抗。研究人員指出,humimycin A可以讓耐藥菌對β-內酰胺重新敏感。
2014年,科學家們在雜志上發(fā)表文章指出,我們體內生活的細菌可以生產大量的藥用分子,為新藥開發(fā)提供了異常豐富的資源。目前臨床上三分之一的藥物來自于微生物和植物,包括青霉素等抗生素、化療藥物和降膽固醇的藥物。人們不斷在土壤和海洋微生物中挖掘新藥,卻從未意識到我們自己就是一個“煉丹爐”。
近年來,抗生素濫用現(xiàn)象使耐藥菌日漸增多,這已經(jīng)成為了一個全球性的公共健康問題。如今任何新抗生素都是受歡迎的,因為有效的抗生素越來越少了。Nature雜志發(fā)表的一項研究顯示,人類鼻子里的共生菌能夠生產天然抗生素,殺死令人頭疼的致命耐藥菌。
去年,一篇文章介紹了我國抗生素使用的現(xiàn)狀以及抗生物濫用所產生的影響,為人們提前敲響了警鐘。雖然目前這一危機還處于早期階段,但亟需人們采取有效措施加以控制�?刂瓶股匚廴镜脑搭^很重要,比如說可以禁止畜牧業(yè)中的非治療性抗生素使用,以及任意排放含有抗生素的污水。
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