本報記者 房琳琳 綜合外電
今日視點
細菌和真菌這類微生物,,可以通過基因突變來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為是耐藥菌株發(fā)展進化的唯一途徑?,F(xiàn)在,,一項新的研究成果認為,微生物可以通過對藥物靶點進行“暫時靜默”來獲得抗藥功能給其帶來的好處,,這種行為被稱為“表現(xiàn)突變”,。這一成果刊登在7月27日的《自然》雜志上,。
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)7月27日報道,雖然科學(xué)家在一種“卷枝毛霉菌”中發(fā)現(xiàn)了這種新機制,,但其他霉菌以及細菌,、病毒和其他微生物都可能使用這種機制來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:“這種機制賦予微生物更大的靈活性,。經(jīng)典的孟德爾遺傳定律下的突變像一個傳統(tǒng)的婚姻,,具有長期約束力。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,它更容易回到原來的路上,。”
事實上,,“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·沃爾來自海特曼和瑪利亞·卡迪納斯實驗室,,她一直在尋找一種突變,這種突變使被人類感染的卷枝毛霉菌病原體能對抗菌藥FK506(被稱為“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驗程序,,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)過藥物治療后,,生存下來的少量病原體看上去有點奇怪,它們越變越小直至逐漸停止繁殖,。沃爾分離這些病原體菌株,,并對以抗菌藥FK506為突變目標的KBP12基因進行測序,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”,看起來不像是突變了的物種,,而更像病原體原菌,。
“這是一個在實驗時發(fā)現(xiàn)后直接放棄探索的典型情況。”實驗室博士后,、論文第一作者西爾維婭·卡洛說,,“你在一個基因中尋找基因突變,當你沒有發(fā)現(xiàn)你要找的結(jié)果,你會決定不再管它,,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,。”
研究人員開始懷疑,,是否存在一種被稱為“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并沒有被靜默,。
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)定地通過永久突變達到目的,,另一種是暫時地通過可逆突變達到目的,。
研究人員認為,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,,然后當條件改善時再重新適應(yīng)。雖然他們只在兩個卷枝毛霉菌菌種中發(fā)現(xiàn)了這種“表現(xiàn)突變”,,但另一些對探索黑曲霉和脈孢酶等微生物的類似不穩(wěn)定行為感興趣的研究人員,,已經(jīng)迎頭趕上。
海特曼說:“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,,都只是一個例子。我們想這個發(fā)現(xiàn)可能非??炀蜁蛔C明是廣泛存在的了,。”
![]() |
左圖顯示了從藥物敏感酵母菌落中新發(fā)現(xiàn)的藥物耐藥性。 |
![]() |
細菌和真菌這類微生物,,可以通過基因突變來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為是耐藥菌株發(fā)展進化的唯一途徑?,F(xiàn)在,,一項新的研究成果認為,微生物可以通過對藥物靶點進行“暫時靜默”來獲得抗藥功能給其帶來的好處,,這種行為被稱為“表現(xiàn)突變”,。這一成果刊登在7月27日的《自然》雜志上,。
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)7月27日報道,雖然科學(xué)家在一種“卷枝毛霉菌”中發(fā)現(xiàn)了這種新機制,,但其他霉菌以及細菌,、病毒和其他微生物都可能使用這種機制來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:“這種機制賦予微生物更大的靈活性,。經(jīng)典的孟德爾遺傳定律下的突變像一個傳統(tǒng)的婚姻,,具有長期約束力。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,它更容易回到原來的路上,。”
事實上,,“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·沃爾來自海特曼和瑪利亞·卡迪納斯實驗室,,她一直在尋找一種突變,這種突變使被人類感染的卷枝毛霉菌病原體能對抗菌藥FK506(被稱為“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驗程序,,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)過藥物治療后,,生存下來的少量病原體看上去有點奇怪,它們越變越小直至逐漸停止繁殖,。沃爾分離這些病原體菌株,,并對以抗菌藥FK506為突變目標的KBP12基因進行測序,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”,看起來不像是突變了的物種,,而更像病原體原菌,。
“這是一個在實驗時發(fā)現(xiàn)后直接放棄探索的典型情況。”實驗室博士后,、論文第一作者西爾維婭·卡洛說,,“你在一個基因中尋找基因突變,當你沒有發(fā)現(xiàn)你要找的結(jié)果,你會決定不再管它,,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,。”
研究人員開始懷疑,,是否存在一種被稱為“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并沒有被靜默,。
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)定地通過永久突變達到目的,,另一種是暫時地通過可逆突變達到目的,。
研究人員認為,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,,然后當條件改善時再重新適應(yīng)。雖然他們只在兩個卷枝毛霉菌菌種中發(fā)現(xiàn)了這種“表現(xiàn)突變”,,但另一些對探索黑曲霉和脈孢酶等微生物的類似不穩(wěn)定行為感興趣的研究人員,,已經(jīng)迎頭趕上。
海特曼說:“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,,都只是一個例子。我們想這個發(fā)現(xiàn)可能非??炀蜁蛔C明是廣泛存在的了,。”