射杀信使:小 RNA 作为抗生素的靶点

所有活细胞都含有 DNA;这是细胞产生所需所有蛋白质的代码。由于 DNA 很重要,因此需要保持安全。植物和动物将它们的 DNA 紧密地扭曲并组织在双层膜结合的细胞核内,而细菌则将它们的 DNA 盘绕成一个大圆圈,偶尔会有环状物 [...]

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所有活细胞都含有 DNA;这是细胞产生所需所有蛋白质的代码。由于 DNA 很重要,因此需要保持安全。植物和动物将它们的 DNA 紧密地扭曲并组织在双层膜结合的细胞核内,而细菌则将它们的 DNA 盘绕成一个大圆圈,偶尔会有环状物单独漂浮。由于细胞较小,细菌没有空间容纳大型膜结合的细胞器,而且与大型多细胞结构相比,它们也能稍微更好地承受一些遗传损伤。

为了充当 DNA 和蛋白质之间的中间体,细胞还含有 RNA – 这是一种与 DNA 同家族的更灵活、寿命更短的分子。如果 DNA 是一个整齐归档所有细胞信息的图书馆,那么 RNA 就是一个混乱的文件夹,里面装满了可以散布在细胞周围最需要它们的地方的笔记。RNA 有很多功能;它是蛋白质生产的重要组成部分,也可以用来调节和控制细胞过程。

尽管细菌 DNA 没有被锁在细胞核中,但细菌能够制作和分发它的副本仍然很有用。称为小 RNA (sRNA) 的小片段 RNA 可用于控制蛋白质和其他 RNA 片段的产生。这些小段代码的产生几乎不需要能量,并且可以协调的方式调节其靶标,因此它们通常用于帮助细菌快速响应不断变化的环境。


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最近的研究表明,当细菌暴露于抗生素时,它们会产生更多的 sRNA。抗生素靶向的许多细胞过程(包括细胞壁的损伤和蛋白质的产生)通常受 sRNA 控制,因此突然的产生激增可能是细菌试图最小化损伤或激活抗生素耐药途径。sRNA 对于主动抗菌耐药性也很重要,例如产生将抗生素强行从细胞中泵出的蛋白质泵。

更有趣的是,研究发现阻止 sRNA 的产生会使细胞更容易受到抗生素的攻击。虽然阻止 sRNA 的产生本身可能不是一种可行的抗生素疗法,但有针对性地阻断特定的小 RNA 片段可以用作佐剂——与抗生素一起添加的疗法,以使其更强大。随着抗生素耐药性开始蔓延,总是需要一些疗法来增强目前流通的抗生素的效力,而 sRNA 是一种令人着迷的小分子,值得研究。

参考文献:Lalaouna D, Eyraud A, Chabelskaya S, Felden B, Mass? E (2014) Regulatory RNAs Involved in Bacterial Antibiotic Resistance. PLoS Pathog 10(8): e1004299. doi:10.1371/journal.ppat.1004299

About S.E. Gould

A biochemist with a love of microbiology, the Lab Rat enjoys exploring, reading about and writing about bacteria. Having finally managed to tear herself away from university, she now works for a small company in Cambridge where she turns data into manageable words and awesome graphs.

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