鑒別出用于生物恐怖襲擊的毒性菌株的新型遺傳突變
中國(guó)微生物菌種查詢網(wǎng) / 2016-11-04 08:08:39
來(lái)自勞倫斯利福摩爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員近日通過(guò)研究，在對(duì)抗生素具有耐藥性的土拉熱桿菌中鑒別出了新型的基因突變，土拉熱桿菌往往是生物恐怖襲擊中所使用的制劑；相關(guān)研究刊登于國(guó)際雜志PLOSONE上；文章中研究者發(fā)現(xiàn)，這種新型突變能夠介導(dǎo)細(xì)菌對(duì)常見(jiàn)抗生素環(huán)丙沙星產(chǎn)生耐藥性，土拉熱桿菌屬于A類管制病原體，其所產(chǎn)生的毒素往往會(huì)對(duì)公眾帶來(lái)極大的生物安全風(fēng)險(xiǎn)。
這項(xiàng)研究中研究者首次探尋了該菌突變的完整基因組，研究者CrystalJaing說(shuō)道，我們發(fā)現(xiàn)了此前并不知道的一些突變，如果不進(jìn)行相關(guān)研究我們或許會(huì)錯(cuò)過(guò)發(fā)現(xiàn)引發(fā)細(xì)菌產(chǎn)生抗生素耐藥性的新型機(jī)制，因此，通過(guò)進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)性研究分析，我們就能夠深入其中尋找一些未知的線索。研究者在一種假設(shè)蛋白—天冬酰胺合酶中發(fā)現(xiàn)了介導(dǎo)抗生素耐藥性的突變，而鑒別出功能性的突變或許能夠幫助研究者開(kāi)發(fā)新型診斷方法在幾小時(shí)內(nèi)確定是否生物武器釋放的毒素具有抗生素耐藥性，以及是否能夠通過(guò)改良使得細(xì)菌更加具有毒性。
時(shí)間對(duì)于土拉熱桿菌而言非常重要，因?yàn)樵摼軌蛞詺馊苣z方式快速傳播，如果醫(yī)生們不知道這種細(xì)菌對(duì)環(huán)丙沙星具有耐藥性，那么在進(jìn)行有效療法之前患者就往往已經(jīng)進(jìn)入到了晚期感染狀態(tài)了。
無(wú)論是應(yīng)對(duì)生物恐怖主義還是日常的臨床感染中，新型的檢測(cè)手段都能夠幫助醫(yī)生們確定是否細(xì)菌的感染對(duì)于抗生素具有特定的耐藥性；很多時(shí)候，當(dāng)患者遭遇細(xì)菌或病毒感染時(shí)，醫(yī)生們就必須依賴過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行判斷，而抗生素環(huán)丙沙星是首選藥物，其往往能夠有效應(yīng)對(duì)多種感染性疾病的發(fā)生。
研究者利用DNA測(cè)序和DNA微陣列技術(shù)對(duì)細(xì)菌整個(gè)基因組進(jìn)行了分析研究，DNA微陣列技術(shù)是利用在1×3英寸的載玻片上大約40萬(wàn)個(gè)點(diǎn)進(jìn)行DNA測(cè)序的技術(shù)，該技術(shù)能夠?qū)?duì)抗生素耐藥性的土拉熱桿菌同敏感的參照樣本進(jìn)行對(duì)比，每個(gè)點(diǎn)中都會(huì)帶有熒光標(biāo)記，其會(huì)誘導(dǎo)序列在與其配對(duì)的點(diǎn)上發(fā)光，與此同時(shí)看起來(lái)較暗未點(diǎn)亮的點(diǎn)或許就是突變位點(diǎn)所在之處。
同時(shí)研究者還利用了蛋白質(zhì)模型來(lái)預(yù)測(cè)突變所引發(fā)的細(xì)菌結(jié)構(gòu)和功能性的改變，并且將模型同已知的蛋白數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，研究者認(rèn)為，結(jié)構(gòu)的改變往往能夠抑制抗生素藥物同靶向蛋白的結(jié)合，從而使得藥物不再具有效力。最后研究者Jaing說(shuō)道，通過(guò)研究闡明突變是否會(huì)帶來(lái)任何結(jié)構(gòu)性的影響或許就能夠幫助我們推斷出細(xì)菌可能發(fā)生的潛在功能性改變。
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