Nature子刊:抗生素可能会助纣为虐,刺激细菌增长

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2017年2月13日 来源:生物通

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  尽管抗生素可治疗各种有害细菌的感染,但最新的研究表明,它们在某些条件下也可能助纣为虐,成为细菌的刺激物。一项发表于《Nature Ecology & Evolution》的研究表明,暴露在抗生素下的大肠杆菌快速出现耐药性所需的基因突变,同时将群体规模增至三倍。

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生物通报道  尽管抗生素可治疗各种有害细菌的感染,但最新的研究表明,它们在某些条件下也可能助纣为虐,成为细菌的刺激物。一项发表于《Nature Ecology & Evolution》的研究表明,暴露在抗生素下的大肠杆菌快速出现耐药性所需的基因突变,同时将群体规模增至三倍。

英国埃克塞特大学的Robert Beardmore是这篇文章的通讯作者。他表示:“我们人类从临床的角度来看,抗生素在某种意义上阻止了细菌增长。不过对细菌而言,抗生素可能是别的东西。在这个研究中,它也许是一种刺激物。”

Beardmore的团队在4天的时间内让大肠杆菌暴露在8轮多西环素(doxycycline)下。在这段时间内,他们测定了细菌的生长速率,并对培养物中的DNA样品进行反复测序,以便了解耐受多西环素的基因突变如何快速形成。

与预期的一致,研究人员发现每次处理后细菌对抗生素的抗性增加。不过,让人惊讶的是,突变后的大肠杆菌比之前更快地增殖,形成的群体是之前的三倍。当研究人员将药物撤走后,进化的改变没有消失,新发现的能力依然存在。

Beardmore表示:“人们经常说,达尔文进化是缓慢的,但是当细菌碰上抗生素时,情况就并非如此了。细菌具有重排其DNA的特殊本领,这可以阻止药物起作用,有时只需要几天。尽管DNA快速变化对人类细胞可能是危险的,但对于大肠杆菌而言可能有一些好处。”

研究人员发现了一些众说周知的变化,比如大肠杆菌产生了更多的抗生素外排泵,将抗生素赶出体外。此外,他们还发现,通常存在于细菌中的休眠病毒DNA在快速丢失。Beardmore认为,之所以选择病毒DNA,是为了提高抗生素环境下的代谢效率。

“几乎在一夜之间,大肠杆菌以不可逆转的方式迅速对药物作出反应,”Beardmore说。“因此,在临床环境下,尽早使用正确的药物是至关重要的,因为在最初几天你就会发现不可逆的适应性改变。”(生物通 薄荷)

原文检索

The unconstrained evolution of fast and efficient antibiotic-resistant bacterial genomes

Nature Ecology & Evolution 1, Article number: 0050 (2017)

(http://www.ebiotrade.com/)
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