科技日?qǐng)?bào)訊 細(xì)菌引起的疾病每年造成數(shù)百萬(wàn)人死亡,,而這些細(xì)菌在進(jìn)化歷史中,在達(dá)到某個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)之前,,大部分都是良性的,。一直以來(lái),,科學(xué)家不知道什么原因讓這些無(wú)害“良民”變成了病原菌“惡魔”,。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道,研究人員跟蹤研究了一種食肉細(xì)菌的“變身”過(guò)程,。掌握了細(xì)菌何時(shí)“變身”,,有助于預(yù)防未來(lái)的流行病,。相關(guān)論文發(fā)表在近期美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上。
這種食肉細(xì)菌叫做GAS(A組β-溶血性鏈球菌),,是一種高傳染性細(xì)菌,,會(huì)引起多種感染,對(duì)人類的影響在上世紀(jì)80年代才開(kāi)始顯現(xiàn),。科學(xué)家認(rèn)為,,GAS是從一種危害很小的鏈球菌進(jìn)化而來(lái),。論文領(lǐng)導(dǎo)作者、美國(guó)衛(wèi)理公會(huì)醫(yī)院研究所的詹姆斯·繆塞爾說(shuō):“我們的研究再現(xiàn)了這種細(xì)菌的進(jìn)化史,,從而揭開(kāi)了這一致命病原體整個(gè)變身過(guò)程的神秘面紗。”
研究小組分析了來(lái)自全世界的細(xì)菌基因數(shù)據(jù)庫(kù)——3600多種鏈球菌株,,正是這些菌株基因組中發(fā)生的一系列基因事件,,將GAS一步步變成了“惡魔”,。
首先,,外來(lái)DNA通過(guò)水平基因轉(zhuǎn)移進(jìn)入到原來(lái)無(wú)害的鏈球菌中——這是一種細(xì)菌之間非常普遍的現(xiàn)象。而這種DNA通常是噬菌體提供的,,噬菌體是專門(mén)感染細(xì)菌的病毒,。當(dāng)外來(lái)DNA被并入鏈球菌細(xì)胞的基因組中后,,會(huì)產(chǎn)生有害毒素,。這些毒素基因有的會(huì)進(jìn)一步變異,讓鏈球菌變得毒性更強(qiáng),。
繆塞爾說(shuō),,還有一種水平基因轉(zhuǎn)移讓它們能產(chǎn)生遏制免疫系統(tǒng)的蛋白質(zhì),,從而加重感染。
英國(guó)萊斯特大學(xué)的馬可·奧吉奧尼說(shuō):“本研究用的是全基因組數(shù)據(jù),,所以能看到所有的基因變化,。”利用統(tǒng)計(jì)模型,他們能準(zhǔn)確確定GAS細(xì)菌中基因變化的時(shí)間,,追溯它們進(jìn)化的歷史?;蜃儺惖臅r(shí)間非常重要,。比如,最近的一次基因變異讓GAS變成了高毒性,,這發(fā)生在1983年,。此后,,全世界暴發(fā)過(guò)3次鏈球菌感染,。“我們推算的數(shù)據(jù)與大量資料中記載的鏈球菌流行病暴發(fā)相吻合。”繆塞爾說(shuō),。
繆塞爾認(rèn)為,,如果定期記錄下足夠多的細(xì)菌基因組,監(jiān)視它們有哪些變異或基因轉(zhuǎn)移,,就可能提前發(fā)現(xiàn)流行病的苗頭。“在短期內(nèi),,這一發(fā)現(xiàn)將幫助我們確定細(xì)菌內(nèi)部基因變異的方式,,計(jì)算細(xì)菌疫苗需要更新?lián)Q代的頻率。”繆賽爾說(shuō),,“從長(zhǎng)期看,這種技術(shù)在預(yù)防疾病方面非常重要,,我們或許能將流行病扼殺在萌芽狀態(tài),。”(常麗君)
這種食肉細(xì)菌叫做GAS(A組β-溶血性鏈球菌),,是一種高傳染性細(xì)菌,,會(huì)引起多種感染,對(duì)人類的影響在上世紀(jì)80年代才開(kāi)始顯現(xiàn),。科學(xué)家認(rèn)為,,GAS是從一種危害很小的鏈球菌進(jìn)化而來(lái),。論文領(lǐng)導(dǎo)作者、美國(guó)衛(wèi)理公會(huì)醫(yī)院研究所的詹姆斯·繆塞爾說(shuō):“我們的研究再現(xiàn)了這種細(xì)菌的進(jìn)化史,,從而揭開(kāi)了這一致命病原體整個(gè)變身過(guò)程的神秘面紗。”
研究小組分析了來(lái)自全世界的細(xì)菌基因數(shù)據(jù)庫(kù)——3600多種鏈球菌株,,正是這些菌株基因組中發(fā)生的一系列基因事件,,將GAS一步步變成了“惡魔”,。
首先,,外來(lái)DNA通過(guò)水平基因轉(zhuǎn)移進(jìn)入到原來(lái)無(wú)害的鏈球菌中——這是一種細(xì)菌之間非常普遍的現(xiàn)象。而這種DNA通常是噬菌體提供的,,噬菌體是專門(mén)感染細(xì)菌的病毒,。當(dāng)外來(lái)DNA被并入鏈球菌細(xì)胞的基因組中后,,會(huì)產(chǎn)生有害毒素,。這些毒素基因有的會(huì)進(jìn)一步變異,讓鏈球菌變得毒性更強(qiáng),。
繆塞爾說(shuō),,還有一種水平基因轉(zhuǎn)移讓它們能產(chǎn)生遏制免疫系統(tǒng)的蛋白質(zhì),,從而加重感染。
英國(guó)萊斯特大學(xué)的馬可·奧吉奧尼說(shuō):“本研究用的是全基因組數(shù)據(jù),,所以能看到所有的基因變化,。”利用統(tǒng)計(jì)模型,他們能準(zhǔn)確確定GAS細(xì)菌中基因變化的時(shí)間,,追溯它們進(jìn)化的歷史?;蜃儺惖臅r(shí)間非常重要,。比如,最近的一次基因變異讓GAS變成了高毒性,,這發(fā)生在1983年,。此后,,全世界暴發(fā)過(guò)3次鏈球菌感染,。“我們推算的數(shù)據(jù)與大量資料中記載的鏈球菌流行病暴發(fā)相吻合。”繆塞爾說(shuō),。
繆塞爾認(rèn)為,,如果定期記錄下足夠多的細(xì)菌基因組,監(jiān)視它們有哪些變異或基因轉(zhuǎn)移,,就可能提前發(fā)現(xiàn)流行病的苗頭。“在短期內(nèi),,這一發(fā)現(xiàn)將幫助我們確定細(xì)菌內(nèi)部基因變異的方式,,計(jì)算細(xì)菌疫苗需要更新?lián)Q代的頻率。”繆賽爾說(shuō),,“從長(zhǎng)期看,這種技術(shù)在預(yù)防疾病方面非常重要,,我們或許能將流行病扼殺在萌芽狀態(tài),。”(常麗君)