通过抗生素医治细菌感染,已然成了医院的1种常规手段,特别是在国内。但是科学家们发现这类治疗方法变得愈来愈困难,由于细菌耐药性越来越强,不但是对接触过的抗生素,而且对1些它们未遇到过的抗生素,也会产生耐药性。近期来自日本理化学研究所(RIKEN)定量定量生物学中心QBiC的研究人员通过分析大肠杆菌耐药菌株的遗传学和表型变化,揭穿了细菌针对几种抗生素发展出耐药性的1系列共同特点。
文献来源:Predictionofantibioticresistancebygeneexpressionprofiles.
这1研究成果公布在12月17日NatureCommunications杂志上。
研究人员发现突变产生的耐药性主要集中在细菌的几种类似生理变化中。通过分析少量基因的表达定量这些变化,Nature子刊:预测是否会产生抗生素耐药性,就可以够预测1种细菌对某个抗生素的应对反应,了解哪些基因也许能用于禁止耐药性产生。
为了完成这类复杂的遗传学和表型分析,文章作者ShingoSuzuki,TakaakiHorinouchi和ChikaraFurusawa采取了1种称为实验室进化论(laboratoryevolution,生物通译)的方法创建了大肠杆菌的44个菌株,每种菌株都对11种不同的抗生素中的1种具有抗性。
以后他们又分析了每种耐药性菌株对另外未接触过的25种抗生素的反应,结果发现大部份菌株都对25种抗生素中的几种产生了耐药性,这1现象被称之为交叉耐药性(cross-resistance),也就是说即便这些抗生素的作用方式不同,细菌仍然能产生耐药性。而且研究人员还发现对其中两种抗生素,细菌如果产生了1种耐药性,就会变成对另外1种易感,Nature子刊:预测是否会产生抗生素耐药性。
研究人员推断细菌中基因表达出现了类似的变化多是交叉耐药性产生缘由,为了验证这1想法,他们采取芯片技术分析了每种耐药性菌株的基因表达。将这些信息与耐药性,交叉耐药性等数据结合,研究人员构建出了1种简单线性模型,这类模型能很好的预测菌株的耐药性和易感性模式,Furusawa指出,“这些高精度的预测能通过少许基因,描写细菌的表型,和它们对抗生素的反应,Nature子刊:预测是否会产生抗生素耐药性。”
另外,研究人员也知道了与抗生素耐药性发展有关的1些固定突变,比如说他们发现几近所有的菌株都会产生影响1种特殊多药外排系统的固定突变。
但这项研究的主要结论之1就是虽然细菌表现出了表达模式的类似改变,Nature子刊:预测是否会产生抗生素耐药性,但是这主要是由不同的基因组变化致使,还有几种不同突变的组合引发的,由此Furusawa推断,“这类趋同进化类型或许就是趋势抗生素耐药性发展的1个关键因素。”
了解导致抗生素耐药性的常见因素,将能帮助科学家们解决耐药性日趋严重这1重要问题,定量检测基因对耐药性的影响,这将能研发出组织耐药性继续扩大的有效方法。
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