DNA“寄生虫”提高细菌抗生素抗性的机制

　　

生物通报道：1月12日《Science》一篇文章报道说，细菌的“秘密”质粒——环“DNA 寄生虫”（'DNA parasites'）可携带抗生素抗性基因，其所编码的蛋白提高抗生素环境中细菌的存活率，这种质粒是抗生素使用的一大障碍。

质粒是30多年被发现的多种细菌中都存在的天然“DNA 寄生虫”，一些可以通过接合作用（conjugation）从一个细菌转移到另一个细菌，促进了细菌进化。有意思的是，一些质粒在拷贝自身的同时，还将病原体对抗生素抗性的基因一起拷贝、转移。尽管如此，质粒对于宿主菌来说是一笔不小的“花费”：得到一个质粒后，宿主生长和适应能力都降低，停止抗生素治疗，新的重组菌会被适应性更强的不含质粒的野生菌很快淘汰。

由爱尔兰都柏林大学圣三一学院(Trinity College Dublin) Charles J. Dorman博士和英国剑桥桑格中心（The Wellcome Trust Sanger institute）John Wain博士率领的研究小组发现一组重要的质粒，可以利用秘密基因（sfh）潜入新的宿主菌中而不会削弱宿主菌的适应力。

依赖于这种在沙门氏菌中发现的“低成本”版本的抗性质粒，抗性细菌很容易存活，并且在抗生素疗法停止后，抗性基因依然有效。研究人员发现sfh所编码的蛋白与另一种细菌蛋白H-NS非常相似。H-NS蛋白组织细菌的遗传物质，控制许多基因包括致病基因活性的蛋白。通过引入与H-NS相似的stealth蛋白（Sfh），可以避免重组质粒对细胞中H-NS和DNA之间的天然平衡的干扰，帮助质粒逃避细菌的监测。

Dorman 教授说：“我们的工作提示细菌的适应性可以通过改变细胞中H-NS和DNA的比例进行操作，也许通过药物，可以预防或者战胜感染。”

引入宿主样蛋白对于质粒来说明显是一个优势。细菌中正常表达的H-NS在输入新的DNA后会受到限制，如果将一种改造过的没有sfh基因的质粒转移到沙门氏菌中，质粒的效果很快就显示出来。

细菌可以通过多种途径获得、转移抗性基因，但是此次研究发现一种抗生素抗性基因显著提高感染成功率、宿主抗生素抗性以及致病率的机制。John Wain博士说：“这些质粒在许多致病菌包括会引起伤寒症和副伤寒发热的病原菌中都存在，这两种疾病在发展中国家和英国的传播速度很快……当然，仅仅了解是不够的，现在我们需要利用这些信息防止质粒将来进一步传播。”（生物通记者 小粥）