病原菌能夠?qū)咕幬锂a(chǎn)生耐藥性，這對(duì)人類健康構(gòu)成了越來(lái)越大的威脅。zui近，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這些微小的“敵人”可能比我們預(yù)想的還要狡猾，它們經(jīng)受壓力時(shí)會(huì)使用隱藏的遺傳變化促進(jìn)快速演化，并以以往所認(rèn)為的更多方式產(chǎn)生耐藥性。
在這項(xiàng)研究中，研究人員描述了兩種相似的大腸桿菌菌株，利用截然不同的基因突變，快速產(chǎn)生相同水平的耐藥性。細(xì)菌能夠針對(duì)同一問(wèn)題制定不同的解決方案，表明它們具有不同的遺傳“武器”來(lái)對(duì)付抗生素，這有可能會(huì)讓它們更加靈活并難以被打敗。
細(xì)菌是聰明的，它們用隱蔽的方式來(lái)應(yīng)對(duì)壓力，包括重塑它們的基因組。
細(xì)菌如何有效地經(jīng)受住藥物治療，是值得我們認(rèn)真思考的。這告訴我們，必須更謹(jǐn)慎地使用抗生素。
加速進(jìn)化
指出，他們不是使用試管或培養(yǎng)皿這些均勻的環(huán)境，而是制備了一種設(shè)備，他們認(rèn)為該設(shè)備能夠更好地模仿自然的生態(tài)位。
研究小組使用一種定制的微流體裝置，包含大約1000個(gè)連接的小生境，這些小生境中生長(zhǎng)著細(xì)菌群落。該裝置可產(chǎn)生類似于自然細(xì)菌生境中發(fā)現(xiàn)的食品和藥物復(fù)雜梯度，如腸道或人體內(nèi)的其他腔室。
在復(fù)雜的環(huán)境中，耐藥性的出現(xiàn)可能比試管實(shí)驗(yàn)所預(yù)期的影響更為迅速和深刻。
從以前使用復(fù)雜微加工設(shè)備而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，研究人員得知，一些普通的、大腸桿菌“野生型”菌株能快速進(jìn)化出抗生素耐藥性。他們想知道，當(dāng)一個(gè)突變株（稱為GASP，可用比野生型更有限的養(yǎng)分進(jìn)行復(fù)制）暴露于相同的藥物時(shí)，是否會(huì)產(chǎn)生同樣類型的抗生素耐藥性。
秘密武器
通過(guò)對(duì)暴露于抗生素*（Cipro）的野生型菌株和GASP細(xì)菌菌落進(jìn)行基因組測(cè)序，研究人員發(fā)現(xiàn)，不同的基因突變可以導(dǎo)致相似水平的抗生素耐藥性。例如，兩種不同的突變株出現(xiàn)：其中一種耐抗生素的GASP菌株，通過(guò)這樣一種方式進(jìn)化，以使其不再需要為了生存壓力而形成生物膜。它通過(guò)向感染細(xì)菌的一種病毒“借用”一塊殘余DNA，做到這一點(diǎn)。
病毒通常將自身DNA注入細(xì)菌，有時(shí)候DNA序列殘余似乎不再有什么病毒復(fù)制功能。在正常情況下，剩余的DNA可能既不能幫助細(xì)菌，也不能阻礙細(xì)菌，但是在壓力情況下，細(xì)菌可以使用新的DNA來(lái)快速產(chǎn)生抗生素耐藥突變。
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