微生物組中的“金礦”
中國(guó)微生物菌種查詢網(wǎng) 來源：生物通 / 2016-11-17 08:27:56
我們今天使用的絕大多數(shù)抗生素都是以細(xì)菌生產(chǎn)的天然分子為基礎(chǔ)。隨著抗生素抗性問題的日益突出，人們亟需尋找更多新的抗生素。然而，讓細(xì)菌生產(chǎn)新抗生素并不容易，絕大多數(shù)細(xì)菌并不能在實(shí)驗(yàn)室里生長(zhǎng)，生產(chǎn)抗生素分子的基因大多也不會(huì)啟動(dòng)。
Rockefeller大學(xué)的研究人員找到了解決這些問題的方法。他們?cè)诩?xì)菌基因組中鑒定生產(chǎn)抗菌化合物的基因，然后自己合成這些化合物。不需要培養(yǎng)細(xì)菌就可以發(fā)現(xiàn)新的潛在抗生素。
SeanBrady及其同事用特殊軟件在公開數(shù)據(jù)庫(kù)中掃描人體共生菌的基因組，搜索可能生產(chǎn)抗生素的基因簇，并預(yù)測(cè)其產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)。他們一共鑒定了57個(gè)潛在的基因簇，最終通過多肽固相合成法制造了25個(gè)不同的化合物。他們對(duì)這些化合物的抗菌效果進(jìn)行測(cè)試，成功確定了兩個(gè)親緣關(guān)系很近的抗生素，humimycinA和humimycinB。這兩種抗生素都是在紅球菌（Rhodococcus）中發(fā)現(xiàn)的，這種細(xì)菌在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的時(shí)候從未生產(chǎn)過類似物質(zhì)。
研究顯示，humimycins對(duì)葡萄球菌和鏈球菌特別有效。這種抗生素可以抑制建立細(xì)胞壁的酶，干擾細(xì)胞壁的建立通路，由此殺死致病菌。常用抗生素β-內(nèi)酰胺的作用模式與此類似，但細(xì)菌常常會(huì)對(duì)這類藥物產(chǎn)生抵抗。研究人員指出，humimycinA可以讓耐藥菌對(duì)β-內(nèi)酰胺重新敏感。
我們體內(nèi)生活的細(xì)菌可以生產(chǎn)大量的藥用分子，為新藥開發(fā)提供了異常豐富的資源。目前臨床上三分之一的藥物來自于微生物和植物，包括青霉素等抗生素、化療藥物和降膽固醇的藥物。人們不斷在土壤和海洋微生物中挖掘新藥，卻從未意識(shí)到我們自己就是一個(gè)“煉丹爐”。
近年來，抗生素濫用現(xiàn)象使耐藥菌日漸增多，這已經(jīng)成為了一個(gè)全球性的公共健康問題。如今任何新抗生素都是受歡迎的，因?yàn)橛行У目股卦絹碓缴倭?。人類鼻子里的共生菌能夠生產(chǎn)天然抗生素，殺死令人頭疼的致命耐藥菌。
去年，軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院解放軍疾病預(yù)防控制所的宋宏彬等人在本期Science雜志上發(fā)表文章，介紹了我國(guó)抗生素使用的現(xiàn)狀以及抗生物濫用所產(chǎn)生的影響，為人們提前敲響了警鐘。雖然目前這一危機(jī)還處于早期階段，但亟需人們采取有效措施加以控制?？刂瓶股匚廴镜脑搭^很重要，比如說可以禁止畜牧業(yè)中的非治療性抗生素使用，以及任意排放含有抗生素的污水。
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