抗生素

这些神奇的药物分子可能进化是为了帮助细菌与邻居交流,而不是杀死它们

加入我们的科学爱好者社区!

大多数医学上重要的抗生素来自土壤细菌。传统观点认为,泥土微生物进化出这些化合物,作为在我们脚下为食物和领地进行的激烈战斗中的致命武器。在过去的15年里,不列颠哥伦比亚大学的微生物学家朱利安·戴维斯一直持相反的观点。“它们在交流,而不是战斗,”戴维斯说。

他备受尊敬(即使未被完全接受)的理论是,细菌利用我们称之为抗生素的大部分小分子进行交流。作为证据,戴维斯指出,在自然界中,土壤细菌分泌的抗生素含量极低,远不足以杀死它们的微生物邻居。“只有当我们以异常高的浓度使用它们时,我们才发现这些化学物质会抑制细菌,”他解释说。

此外,在戴维斯位于温哥华的实验室中,他的工作人员一直在监听暴露于低剂量抗生素的细菌中基因活动的爆发。研究人员为他们的细菌配备了发光的lux基因,当其他相关基因活跃时,这些基因会提供荧光信号;然后他们观察到这些基因“交换机”在对抗生素暴露的一系列反应中亮起。戴维斯观察到,这种呼叫和响应活动类似于细胞对激素的反应,或者类似于评估自身数量的“群体感应”细菌。


支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道: 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们今天世界的发现和想法的具有影响力的故事。


“我并不是说这些化合物中的一些不能在自然界中用作武器,”戴维斯说。“但那不是我们所看到的。”他指出,一克土壤包含超过1000种不同的细菌。“它们都在那里一起茁壮成长,显然没有互相残杀。”戴维斯提出,许多抗生素可能有助于协调细菌活动,例如群集、生物膜形成以及与多细胞宿主的多样化相互作用。

戴维斯的理论对医学界来说既意味着好消息也意味着坏消息。细菌群落(不仅仅是泥土中的细菌)可能是具有杀菌药物潜力的化学物质的宝库。戴维斯和他的同事已经在肠道细菌(如大肠杆菌)中发现了候选分子。但是,对于每一种新的抗生素,可能都已经存在大量的相应抗性基因。毕竟,经常产生和对抗生素产生反应的相同细菌需要保护自己免受潜在毒性影响的机制。在细菌的基因交换世界中,一旦一种新的抗生素开始广泛用于医疗,这样的DNA指令很快就会从一个物种跳到许多物种。

© . All rights reserved.