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微生物学家观察到会主动变形以逃避抗生素的细菌

作者: 发布时间:2019-10-09

  凯发k8官网细菌正以令人震惊的发展速度逃避我们的药物,以至于联合国已宣布抗生素耐药性为全球卫生紧急情况,并期望到 2050 年每年会因为抗生素耐药杀死全球数以百万计的人。这些狡猾的微生物利用各种技巧来逃避我们的最佳防御方案,而澳大利亚的科学家刚刚证实了细菌的另一种新的技巧,这是人类第一次观察到细菌脱落保护壳并改变形状以逃避抗生素检测的场景。

  细菌可以通过多种方式产生耐药性,有些可以快速排泄抗菌药物,而有些则可以分裂并停止生长以逃避免疫系统,还有一些甚至可以调配酶来分解甚至食用药物,也有细菌可以进入冬眠状态,等待危险过去。

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  在纽卡斯尔大学的微生物学家们发起的一项新研究中,一组研究人员专注于细菌的关键防御因素之一-细胞壁。主要作者卡塔基娜·米基维兹博士解释说:“想象一下,细胞壁就像是穿着高可见夹克的细菌。” “这使它们具有规则的形状,例如杆状或球形,使其坚固并保护它们,但也使其高度可见 - 特别是对人类免疫系统和青霉素等抗生素而言。”

  新的研究发现,细菌也可以在没有细胞壁的情况下通过药物和免疫系统的监视 - 因为人类细胞没有细胞壁,这是青霉素等常见抗生素能够区分自体和外来细菌的关键,青霉素依靠这种外来的独特细胞壁作为信号来攻击,并让没有细胞壁的其他细胞不受伤害。

  然而,在适合生存的条件下,细菌会脱落细胞壁并呈L形。在这种状态下,人体很难发现细菌,而用来攻击细菌的抗生素也是如此。自从 1930 年代以来,科学家就知道这些细胞壁脱落细菌的存在,但是它们的回避性质也使人们难以对它们进行任何详细的研究。

  现在,使用揭示细菌 DNA 的荧光探针作为标志物,纽卡斯尔大学团队得以首次观察到它们的作用。研究小组将引起反复尿路感染的细菌放入糖浓度较高的实验室培养皿中,这是使细菌在无壁的情况下生存的关键。随后他们在混合物中添加了青霉素,这种抗生素依靠靶向细胞壁来破坏细菌,并观察各种细菌脱落的细胞壁并改变形状以保持隐藏状态。这是发生这种所谓的L型转换的第一个直接证据。

  研究小组捕获了L型细菌的视频,这些变化过程是由于抗生素而引起的,一旦药物作用消失,细菌会在大约五个小时内重新形成保护性细胞壁。重要的是,他们还观察到斑马鱼模型中L形转换发生在实验室培养皿之外,并观察到它在整个活生物体中发挥作用。

  该小组的研究成果发表在《自然》杂志上。