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認(rèn)識微生物再上新臺階

      細(xì)菌和**這類微生物，可以通過基因突變來抵擋**素或抗**劑等藥物的“攻擊”，這些長久的突變一度被認(rèn)為是耐藥菌株發(fā)展進(jìn)化的**途徑?，F(xiàn)在，一項(xiàng)新的研究成果認(rèn)為，微生物可以通過對藥物靶點(diǎn)進(jìn)行“暫時靜默”來獲得抗藥功能給其帶來的好處，這種行為被稱為“表現(xiàn)突變”。這一成果刊登在7月27日的《自然》雜志上。

      據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)7月27日報(bào)道，雖然科學(xué)家在一種“卷枝毛霉菌”中發(fā)現(xiàn)了這種新機(jī)制，但其他霉菌以及細(xì)菌、病毒和其他微生物都可能使用這種機(jī)制來抵抗多種藥物的**。

      杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院分子遺傳學(xué)和微生物學(xué)部主任約瑟夫·海曼博士說：“這種機(jī)制賦予微生物更大的靈活性。經(jīng)典的孟德爾遺傳定律下的突變像一個傳統(tǒng)的婚姻，具有長期約束力。這些‘表現(xiàn)突變’是可逆的，更像是未婚同居那樣，如果條件發(fā)生變化，它更容易回到原來的路上。”

     事實(shí)上，“表現(xiàn)突變”是如此的短暫，以至于研究者幾乎忽略了它們的存在。研究生塞西莉亞·沃爾來自海特曼和瑪利亞·卡迪納斯實(shí)驗(yàn)室，她一直在尋找一種突變，這種突變使被人類感染的卷枝毛霉菌病原體能對**藥FK506（被稱為“他克莫司”）產(chǎn)生抗藥性。這種病原體導(dǎo)致少量但致命的**性毛霉菌病，這種新型傳染性**主要攻擊**系統(tǒng)虛弱的人。

      按照典型的藥物耐藥性實(shí)驗(yàn)程序，沃爾首先在含有抗**藥物的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)病原體。她發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過藥物**后，生存下來的少量病原體看上去有點(diǎn)奇怪，它們越變越小直至逐漸停止繁殖。沃爾分離這些病原體菌株，并對以**藥FK506為突變目標(biāo)的KBP12基因進(jìn)行測序，以期尋找可能被賦予抗藥性的基因突變現(xiàn)象。然而，她在大約三分之一的分離菌株中沒有發(fā)現(xiàn)任何突變，更重要的是，沃爾發(fā)現(xiàn)拿走藥物后，很多突變物種逐漸“消失”，看起來不像是突變了的物種，而更像病原體原菌。

     “這是一個在實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)后直接放棄探索的典型情況。”實(shí)驗(yàn)室博士后、論文**作者西爾維婭·卡洛說，“你在一個基因中尋找基因突變，當(dāng)你沒有發(fā)現(xiàn)你要找的結(jié)果，你會決定不再管它，轉(zhuǎn)而關(guān)注其他方面。但是，我們想要知道究竟發(fā)生了什么。”

     研究人員開始懷疑，是否存在一種被稱為“RNA介入”的現(xiàn)象，亦或是RNAi（RNA干擾）的存在，導(dǎo)致了耐藥性的不穩(wěn)定。RNAi能使用“RNA位元”讓特定的基因靜默。


      所以卡洛在耐藥性分離菌株中尋找小分子RNA的存在。她在含有FKBP12基因的突變菌株中沒有找到小分子RNA，卻在那些缺乏基因突變的菌株中發(fā)現(xiàn)了小分子RNA的蹤影。重要的是，卡洛發(fā)現(xiàn)，這些小分子RNA只靜默了FKBP12基因，基因組中的其他基因位點(diǎn)并沒有被靜默。

      結(jié)果表明，卷枝毛霉菌可以用兩種不同的方法產(chǎn)生耐藥性，一種是穩(wěn)定地通過長久突變達(dá)到目的，另一種是暫時地通過可逆突變達(dá)到目的。

     研究人員認(rèn)為，這些“表現(xiàn)突變”可以在各種各樣的情況下出現(xiàn)，以使微生物適應(yīng)不利的環(huán)境，然后當(dāng)條件改善時再重新適應(yīng)。雖然他們只在兩個卷枝毛霉菌菌種中發(fā)現(xiàn)了這種“表現(xiàn)突變”，但另一些對探索黑曲霉和脈孢酶等微生物的類似不穩(wěn)定行為感興趣的研究人員，已經(jīng)迎頭趕上。

      海特曼說：“如同‘內(nèi)含子’或‘微小RNA’等分子現(xiàn)象一樣，在被發(fā)現(xiàn)時，都只是一個例子。我們想這個發(fā)現(xiàn)可能非?？炀蜁蛔C明是廣泛存在的了。”

原標(biāo)題：認(rèn)識微生物再上新臺階

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