科技日報實習記者?張佳欣
據(jù)13日發(fā)表在《自然·微生物學》雜志上的論文，由英國倫敦帝國理工學院的研究人員領導的小組發(fā)現(xiàn)了細菌交換DNA并產(chǎn)生耐藥性的新細節(jié)。研究人員表示，這些發(fā)現(xiàn)是理解細菌如何接合配對方面取得的關鍵進展，將使人們能夠預測新出現(xiàn)的耐藥質(zhì)粒在高危細菌病原體中的傳播。
細菌找到它們的接合對象。圖片來源：帝國理工學院?
有害細菌對抗生素產(chǎn)生耐藥性的主要途徑之一，是從其他已經(jīng)具有耐藥性的細菌中獲取DNA。這種DNA交換是通過一種稱為“接合”的過程進行的，類似于細菌交配。在該過程中，兩個細菌形成親密的連接，其中一個將DNA包轉(zhuǎn)移給另一個。
這一發(fā)現(xiàn)很重要，因為抗生素耐藥性正導致以前可以治療的疾病變得致命。據(jù)專家預測，到2050年，可能有1000萬人死于耐藥菌感染。了解細菌接合的分子基礎可以使研究人員開發(fā)出減緩細菌耐藥性傳播的新方法。
自從20世紀40年代發(fā)現(xiàn)細菌接合以來，人們對兩個細菌細胞如何相互接觸以轉(zhuǎn)移DNA做了大量研究。然而，供體和受體細菌產(chǎn)生親密附著，從而實現(xiàn)高效DNA轉(zhuǎn)移的機制尚不清楚。現(xiàn)在，研究人員發(fā)現(xiàn)了調(diào)節(jié)這些親密接觸的蛋白質(zhì)。
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質(zhì)粒是位于細菌細胞內(nèi)但與主要染色體DNA分開復制的DNA包。它們攜帶少量可以編碼某些功能的基因，包括對抗菌藥物的耐藥性。
研究小組發(fā)現(xiàn)，在接合過程中，來自供體細菌的一種名為TraN的蛋白質(zhì)充當“插頭”，將自身附著在受體細菌中獨特的外膜受體或“插座”上。通過接合方式共 享的質(zhì)粒表達TraN蛋白的4種變體中的一種，每個變體與受體細菌中的一個特定外膜受體結合，從而使質(zhì)粒能夠從一個細胞有效轉(zhuǎn)移到另一個細胞。
“細菌耐藥性的傳播是一個影響全球人類健康的嚴重問題，我們迫切需要新的工具來應對它。”帝國理工學院生命科學系和MRC分子細菌學與感染中心的首席研究 員加德·弗蘭克爾教授說，“了解并最終阻止細菌之間‘分享’逃避抗菌藥物的能力的過程，將大大有助于阻止耐藥性的傳播。”
該團隊正在繼續(xù)研究TraN蛋白和受體的相互作用，希望這項工作能為開發(fā)出阻止細菌耐藥性傳播的新方法奠定基礎。