PNAS：细菌太聪明，比杀死它们更有效的是减缓其生长速度
2017-08-27 佚名 DeepTech 深科技
细菌太聪明。伊利诺伊大学的研究人员发现：同一种细菌之间会在它们的生存受到威胁时相互“提醒沟通”。如果可以操控这些微生物之间的信息传递，或许可以减缓细菌感染的速度。这样不仅使病患可以更快痊愈，而且不会让细菌产生抗体。
细菌太聪明。伊利诺伊大学的研究人员发现：同一种细菌之间会在它们的生存受到威胁时相互“提醒沟通”。如果可以操控这些微生物之间的信息传递，或许可以减缓细菌感染的速度。这样不仅使病患可以更快痊愈，而且不会让细菌产生抗体。
这个重大的研究发现结合了之前伊利诺伊州其他研究人员的研究成果，还被报道在美国国家科学院的（ Proceedings of the National Academy of Sciences）院报上。在此感谢为这个发现做出杰出贡献的 2014 年去世的生物化学家 John Woodland Hastings 以及微生物学系教授兼科学家 JohnCronan。
伊利诺伊大学的生物化学教授 Satish Nair 的研究团队一致认为：“细菌是非常智慧的生物，它们可以在任何地方生存，并能飞快地适应新环境。”
图 | 结肠炎耶尔森杆菌，作为一种食源性病毒可以通过化学信号来沟通，一旦周围环境发生改变，它们就可以一起做出反应来应对。研究人员们正在想办法通过这些化学信号来对抗细菌感染。—— Jennifer Oosthuizen，CDC
“自从 1928 年 Alexander Fleming 发现了青霉素，我们一直在使用抗生素，而抗生素的原理是让一种微生物杀死另一种微生物。无奈，细菌的聪明之处就在于他们可以很快适应抗生素。所以抗生素使用多次之后，细菌就对它免疫了。”
Nair 说道，“通常来讲，几乎每种细菌都会对至少一种抗生素免疫。两年前，欧洲与亚洲的研究者发现了一种可以阻挡所有已知抗生素的“超级细菌”。这种细菌可以迅速出现抗药性，因为它们把自己已经免疫的抗生素用化学信号“告诉”别的细菌，这样使得同一片细菌都产生了抗药性，这也就是它们成为“超级细菌”的原因。”
“广普抗生素和滥用抗生素的行为实际上是不科学的”，研究者之一 Shi-Hui Dong 补充道，“因为抗生素不分好坏，会讲好的细菌一并杀死，且存活下来的细菌会对抗生素产生抗体，并且把抗体传递给其他的细菌。” Nair 对于目前的抗生素市场并不看好，因为“新的抗生素被研究出来之后通常在两年之内会被细菌免疫，没有任何医药公司会用十年时间去投资研究这样的抗生素，因为时间实在太短了，甚至无法回本。”
如此看来，杀死细菌的方式，只会催生更强大的细菌。
不过 Nair 的研究团队从细菌的活动方式中找到一种对付它们的新办法。当细菌与其他微生物竞争环境中的稀缺资源时，强大的那方会分泌出抗生素来杀死弱小的那方。当一群细菌的数量过多，导致环境所提供的营养物远远不能达到它们的生存标准时，这群细菌就会自动分泌出一种“让它们进入休眠状态”的分子。变成休眠状态的细菌是最顽强的，然而好消息是：在该环境提供新的食物前，它们的生长速度会暂时减缓。
Nair 团队的新研究主要是针对细菌直接的“沟通”，希望有办法阻隔它们的团体交流，从而延缓它们的生长速度，而不是像抗生素的那样直接杀死它们。他们认为，只要可以明白细菌之间是如何发射出上文提到的休眠信号，这样就可以掌握阻隔细菌之间交流的方法，从而降低出现抗药性的几率。“我们可以只是减缓细菌的增长速度来治疗疾病、预防感染，并不需要用杀菌的方式。这样的话，细菌几乎无法出现抗药性。因此，减缓细菌的生长速度会比杀死他们更有用。”
原始出处：
Shi-Hui Dong， Nicole D. Frane， Quin H. Christensen，et al. Molecular basis for the substrate specificity of quorum signal synthases. Proceedings of the National Academy of Sciences， 2017； 201705400 DOI： 10.1073/pnas.1705400114.
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