Nature子刊:质粒是抗生素耐药性的进化促进剂


在一项新的研究中,来自英国牛津大学等机构的研究人员发现被称作质粒的小分子DNA是扩散抗生素耐药性的全球健康重大威胁的元凶之一。

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利用一种新的实验模型,研究人员证实质粒能够加快新的耐药性类型进化,从而使得它们在这一过程中发挥的作用比之前所认为的更加重要,其中质粒存在于细胞内,而且已知是转移抗生素耐药性基因的载体。相关研究结果于2016年11月7日在线发表在Nature Ecology and Evolution期刊上,论文标题为“Multicopy plasmids potentiate the evolution of antibiotic resistance in bacteria”。


论文资深作者、牛津大学动物学系研究员Craig MacLean教授说,“抗生素的发现使得治疗细菌性感染更加容易而引发医学变革,而且这已对人类健康和长寿产生重大影响。比如,使用青霉素已导致一些肺炎类型引发的死亡病例下降了90%。不幸的是,在过去30多年来,很少发现新的抗生素,而且对现存的抗生素产生的耐药性已稳步地扩散,这是因为抗生素在医学上大量使用。这症导致医学危机,这是因为我们丧失了治疗能够威胁生命的细菌性感染的能力。”


MacLean教授说,“耐药性基因在细菌群体中的扩散是通过一种简单的达尔文选择促进的:在抗生素治疗期间,具有耐药性基因的细菌要比敏感性的细菌拥有更高的繁殖率,因此,抗生素的使用导致耐药性基因扩散。”


“很多最为重要的耐药性基因是在质粒上发现,其中质粒是小分子的环状DNA,存在于细菌内。质粒能够在细菌间移动,而且通常被认为是在细菌间转移耐药性基因的重要‘载体’。”


“我们的论文证实质粒也能够作为一种进化促进剂,加快新的耐药性类型进化。这是因为细菌通常携带多个质粒拷贝,从而允许质粒携带的耐药性基因快速地进化出新的功能---就这项研究而言,就是降解抗生素的能力。此外,质粒自动地扩增这些新的功能获得改善的耐药性基因的拷贝数量。”


“这些发现证实质粒在抗生素耐药性和进化出新功能中发挥着一种新的作用,而且它们突出表明质粒对公共卫生带来的威胁。”


MacLean教授补充道,“对质粒的常规观点是它们作为一种在细菌间转移耐药性基因的重要载体。我们的研究通过证实质粒促进新的抗生素耐药性类型进化来展示质粒在抗生素耐药性中的一种新作用。尽管这在本质上并没有提供任何一种解决方法,但是它进一步强调了开发处理质粒的新方法的重要性。比如,开发将阻断质粒复制的新药物可能是可行的。”(生物谷 Bioon.com)


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