認(rèn)識(shí)微生物再上新臺(tái)階
上傳日期：2014-08-06 16:25:31 瀏覽次數(shù)：6738 次
細(xì)菌和真菌這類(lèi)微生物，可以通過(guò)基因突變來(lái)抵擋抗菌素或抗真菌劑等藥物的“攻擊”，這些永久的突變一度被認(rèn)為是耐藥菌株發(fā)展進(jìn)化的唯一途徑。現(xiàn)在，一項(xiàng)新的研究成果認(rèn)為，微生物可以通過(guò)對(duì)藥物靶點(diǎn)進(jìn)行“暫時(shí)靜默”來(lái)獲得抗藥功能給其帶來(lái)的好處，這種行為被稱(chēng)為“表現(xiàn)突變”。這一成果刊登在《自然》雜志上。
近日，科學(xué)家在一種“卷枝毛霉菌”中發(fā)現(xiàn)了這種新機(jī)制，但其他霉菌以及細(xì)菌、病毒和其他微生物都可能使用這種機(jī)制來(lái)抵抗多種藥物的治療。
杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院分子遺傳學(xué)和微生物學(xué)部主任約瑟夫·海曼博士說(shuō)：“這種機(jī)制賦予微生物更大的靈活性。經(jīng)典的孟德?tīng)栠z傳定律下的突變像一個(gè)傳統(tǒng)的婚姻，具有長(zhǎng)期約束力。這些‘表現(xiàn)突變’是可逆的，更像是未婚同居那樣，如果條件發(fā)生變化，它更容易回到原來(lái)的路上。”
事實(shí)上，“表現(xiàn)突變”是如此的短暫，以至于研究者幾乎忽略了它們的存在。研究生塞西莉亞·沃爾來(lái)自海特曼和瑪利亞·卡迪納斯實(shí)驗(yàn)室，她一直在尋找一種突變，這種突變使被人類(lèi)感染的卷枝毛霉菌病原體能對(duì)抗菌藥FK506（被稱(chēng)為“他克莫司”）產(chǎn)生抗藥性。這種病原體導(dǎo)致少量但致命的真菌性毛霉菌病，這種新型傳染性疾病主要攻擊免疫系統(tǒng)虛弱的人。
按照典型的藥物耐藥性實(shí)驗(yàn)程序，沃爾首先在含有抗真菌藥物的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)病原體。她發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)藥物治療后，生存下來(lái)的少量病原體看上去有點(diǎn)奇怪，它們?cè)阶冊(cè)叫≈敝林饾u停止繁殖。沃爾分離這些病原體菌株，并對(duì)以抗菌藥FK506為突變目標(biāo)的KBP12基因進(jìn)行測(cè)序，以期尋找可能被賦予抗藥性的基因突變現(xiàn)象。然而，她在大約三分之一的分離菌株中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何突變，更重要的是，沃爾發(fā)現(xiàn)拿走藥物后，很多突變物種逐漸“消失”，看起來(lái)不像是突變了的物種，而更像病原體原菌。
“這是一個(gè)在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)后直接放棄探索的典型情況?！睂?shí)驗(yàn)室博士后、論文第一作者西爾維婭·卡洛說(shuō)，“你在一個(gè)基因中尋找基因突變，當(dāng)你沒(méi)有發(fā)現(xiàn)你要找的結(jié)果，你會(huì)決定不再管它，轉(zhuǎn)而關(guān)注其他方面。但是，我們想要知道究竟發(fā)生了什么?！?BR> 研究人員開(kāi)始懷疑，是否存在一種被稱(chēng)為“RNA介入”的現(xiàn)象，亦或是RNAi（RNA干擾）的存在，導(dǎo)致了耐藥性的不穩(wěn)定。RNAi能使用“RNA位元”讓特定的基因靜默。
所以卡洛在耐藥性分離菌株中尋找小分子RNA的存在。她在含有FKBP12基因的突變菌株中沒(méi)有找到小分子RNA，卻在那些缺乏基因突變的菌株中發(fā)現(xiàn)了小分子RNA的蹤影。重要的是，卡洛發(fā)現(xiàn)，這些小分子RNA只靜默了FKBP12基因，基因組中的其他基因位點(diǎn)并沒(méi)有被靜默。
結(jié)果表明，卷枝毛霉菌可以用兩種不同的方法產(chǎn)生耐藥性，一種是穩(wěn)定地通過(guò)永久突變達(dá)到目的，另一種是暫時(shí)地通過(guò)可逆突變達(dá)到目的。
研究人員認(rèn)為，這些“表現(xiàn)突變”可以在各種各樣的情況下出現(xiàn)，以使微生物適應(yīng)不利的環(huán)境，然后當(dāng)條件改善時(shí)再重新適應(yīng)。雖然他們只在兩個(gè)卷枝毛霉菌菌種中發(fā)現(xiàn)了這種“表現(xiàn)突變”，但另一些對(duì)探索黑曲霉和脈孢酶等微生物的類(lèi)似不穩(wěn)定行為感興趣的研究人員，已經(jīng)迎頭趕上。
海特曼說(shuō)：“如同‘內(nèi)含子’或‘微小RNA’等分子現(xiàn)象一樣，在被發(fā)現(xiàn)時(shí)，都只是一個(gè)例子。我們想這個(gè)發(fā)現(xiàn)可能非?？炀蜁?huì)被證明是廣泛存在的了?！保▉?lái)源：科技日?qǐng)?bào)）
近日，科學(xué)家在一種“卷枝毛霉菌”中發(fā)現(xiàn)了這種新機(jī)制，但其他霉菌以及細(xì)菌、病毒和其他微生物都可能使用這種機(jī)制來(lái)抵抗多種藥物的治療。
杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院分子遺傳學(xué)和微生物學(xué)部主任約瑟夫·海曼博士說(shuō)：“這種機(jī)制賦予微生物更大的靈活性。經(jīng)典的孟德?tīng)栠z傳定律下的突變像一個(gè)傳統(tǒng)的婚姻，具有長(zhǎng)期約束力。這些‘表現(xiàn)突變’是可逆的，更像是未婚同居那樣，如果條件發(fā)生變化，它更容易回到原來(lái)的路上。”
事實(shí)上，“表現(xiàn)突變”是如此的短暫，以至于研究者幾乎忽略了它們的存在。研究生塞西莉亞·沃爾來(lái)自海特曼和瑪利亞·卡迪納斯實(shí)驗(yàn)室，她一直在尋找一種突變，這種突變使被人類(lèi)感染的卷枝毛霉菌病原體能對(duì)抗菌藥FK506（被稱(chēng)為“他克莫司”）產(chǎn)生抗藥性。這種病原體導(dǎo)致少量但致命的真菌性毛霉菌病，這種新型傳染性疾病主要攻擊免疫系統(tǒng)虛弱的人。
按照典型的藥物耐藥性實(shí)驗(yàn)程序，沃爾首先在含有抗真菌藥物的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)病原體。她發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)藥物治療后，生存下來(lái)的少量病原體看上去有點(diǎn)奇怪，它們?cè)阶冊(cè)叫≈敝林饾u停止繁殖。沃爾分離這些病原體菌株，并對(duì)以抗菌藥FK506為突變目標(biāo)的KBP12基因進(jìn)行測(cè)序，以期尋找可能被賦予抗藥性的基因突變現(xiàn)象。然而，她在大約三分之一的分離菌株中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何突變，更重要的是，沃爾發(fā)現(xiàn)拿走藥物后，很多突變物種逐漸“消失”，看起來(lái)不像是突變了的物種，而更像病原體原菌。
“這是一個(gè)在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)后直接放棄探索的典型情況?！睂?shí)驗(yàn)室博士后、論文第一作者西爾維婭·卡洛說(shuō)，“你在一個(gè)基因中尋找基因突變，當(dāng)你沒(méi)有發(fā)現(xiàn)你要找的結(jié)果，你會(huì)決定不再管它，轉(zhuǎn)而關(guān)注其他方面。但是，我們想要知道究竟發(fā)生了什么?！?BR> 研究人員開(kāi)始懷疑，是否存在一種被稱(chēng)為“RNA介入”的現(xiàn)象，亦或是RNAi（RNA干擾）的存在，導(dǎo)致了耐藥性的不穩(wěn)定。RNAi能使用“RNA位元”讓特定的基因靜默。
所以卡洛在耐藥性分離菌株中尋找小分子RNA的存在。她在含有FKBP12基因的突變菌株中沒(méi)有找到小分子RNA，卻在那些缺乏基因突變的菌株中發(fā)現(xiàn)了小分子RNA的蹤影。重要的是，卡洛發(fā)現(xiàn)，這些小分子RNA只靜默了FKBP12基因，基因組中的其他基因位點(diǎn)并沒(méi)有被靜默。
結(jié)果表明，卷枝毛霉菌可以用兩種不同的方法產(chǎn)生耐藥性，一種是穩(wěn)定地通過(guò)永久突變達(dá)到目的，另一種是暫時(shí)地通過(guò)可逆突變達(dá)到目的。
研究人員認(rèn)為，這些“表現(xiàn)突變”可以在各種各樣的情況下出現(xiàn)，以使微生物適應(yīng)不利的環(huán)境，然后當(dāng)條件改善時(shí)再重新適應(yīng)。雖然他們只在兩個(gè)卷枝毛霉菌菌種中發(fā)現(xiàn)了這種“表現(xiàn)突變”，但另一些對(duì)探索黑曲霉和脈孢酶等微生物的類(lèi)似不穩(wěn)定行為感興趣的研究人員，已經(jīng)迎頭趕上。
海特曼說(shuō)：“如同‘內(nèi)含子’或‘微小RNA’等分子現(xiàn)象一樣，在被發(fā)現(xiàn)時(shí)，都只是一個(gè)例子。我們想這個(gè)發(fā)現(xiàn)可能非?？炀蜁?huì)被證明是廣泛存在的了?！保▉?lái)源：科技日?qǐng)?bào)）