确定突变使细菌抵抗抗生素

莱斯大学科学家正在开发策略,以防止细菌抵抗抗生素的发展。

大米实验室的生物化学家Yousif Shamoo确定遗传机制,允许细菌产生耐药性,同时并迅速蔓延的能力。

“这是一个双重打击,”Shamoo说。“我们发现这些细菌变得更加耐抗生素,同时更有效地传播他们的抵抗很奇怪和令人担忧。”

研究者们希望这些知识能帮助预测何时以及如何产生耐药性的菌株可能未来抗生素和可能采取行动停止或至少减缓的过程。这项研究发表在《华尔街日报》分子生物学与进化。

在美国医院抗生素耐药性负责抵抗成千上万的感染,根据疾病控制和预防中心。这些感染杀死成千上万的患者。而正在取得进展控制微生物传播感染,最重要的问题依然存在:用来杀死细菌的药物最终将停止工作。

直到现在,唯一有效的方法阻止抗生素失去效力已经很少使用它们,凯瑟琳Beabout说大米研究生和新论文的作者。

“最好能做的就是试着管理使用抗生素,”她说。“但我们的想法是,如果我们能预测阻力会出现,我们可以想出策略使用抗生素以更智能的方式。”

实验室使用的实验进化研究特定的细菌与抗生素结合,接触没有共同之处。感兴趣的细菌是粪肠球菌,在胃肠道中找到。抗生素tigecycline,四环素的高效但谨慎使用衍生品。目标是看看水平基因转移——抗生素存在细胞传递有利突变。

它工作的很好,他们发现。

主要是由于大量的DNA突变称为Tn916,转座子可以沿着基因组改变立场,复制本身和传递给其他过程称为准性生殖细胞,细胞间遗传物质的交换。Tn916四环素-耐药基因叫做tetM,它被发现在许多病原体,据研究人员了解。

没有tigecycline Tn916举措只有很少,大约有120000个细菌抵抗传输到另一个细菌。但在抗生素的存在,Tn916运动上升到一个在50个细菌,由于突变,也会导致tetM生产过剩。所需的抵抗机制的存在两个突变,Tn916和核糖体S10蛋白的编码基因,这两个可以很容易地通过预处理和基因测序鉴定。

“四环素绑定到细胞的核糖体和防止蛋白质,“Beabout说。“TetM是一种蛋白质,在核糖体四环素释放,但它通常不会对tigecycline工作。我们不希望看到它出现。”

在他们的实验中,研究人员发现大量的突变导致了生产tetM蛋白质。“当你有一个丰富的tetM,他们能对tigecycline有影响,“Beabout说。“有趣的是,tetM共轭转座子(Tn916),这是一个元素能够移动的基因组DNA,可以转移到其他细胞。

“附加效应的tetM超表达是Tn916转座子举措更多,”她说。“它从细胞到细胞。所以我们看到阻力和阻力的频率增加能够转移从细胞到细胞和移动的基因组。这绝对是令人担忧的。”

实验室允许殖民地粪大肠迅速增长的生物反应器为19到24天。结果显示细菌非常精通捡了耐药基因。“所有的细胞开始转座子的一个副本,并在整个实验他们开始获得额外的副本。转座子拷贝数的增加非常迅速。”

Shamoo希望这项研究导致药物抑制电阻机制和保存新的的有效性抗生素。

“我们实验室侦察如何进化的一种形式细菌将在未来产生抗药性,”Shamoo说。“制药行业和其他实验室可以使用此信息来开发药物来保持领先的病原体。”