科學(xué)家從人體細菌基因組中發(fā)現兩種新型抗生素

目前使用的大多數抗生素其實(shí)是細菌產(chǎn)生的天然分子。由于細菌耐藥性的不斷增強，醫學(xué)方面迫切需要研發(fā)新的的抗生素。然而，誘導細菌產(chǎn)生新的抗生素是一件棘手的事。大多數細菌不會(huì )在實(shí)驗室中生長(cháng)，就算實(shí)驗室中培養出了這些細菌，大多數的產(chǎn)生抗生素的基因很少表達。近日，洛克菲勒大學(xué)（Rockefeller University）的研究人員找到了解決問(wèn)題的新方法。

研究人員發(fā)現殺死抗藥性金黃色葡萄球菌的新抗生素Humimycin A和Humimycin B

研究人員從公共基因數據庫中找到存在人體內的細菌基因組，然后使用專(zhuān)門(mén)的計算機軟件掃描數百個(gè)特定編譯合成非核糖體肽分子的基因簇，這些非核糖體肽是形成許多抗生素的基礎。最后他們使用軟件來(lái)預測基因簇產(chǎn)生的分子化學(xué)結構。通過(guò)使用計算方法來(lái)選出微生物基因組中產(chǎn)生抗生素化合物的基因，然后跳過(guò)細菌培養過(guò)程直接合成這些化合物本身，用此類(lèi)方法，他們已經(jīng)成功找到兩種新型抗生素。

發(fā)掘 huminmycin 之旅

從軟件最初確定的57個(gè)潛在有用的基因簇中，研究人員進(jìn)一步篩選出了30個(gè)基因簇。布蘭迪和他的同事們然后使用一種固相肽合成的方法制造出了25種不同的化合物。

通過(guò)測試這些化合物對人類(lèi)病原體的反應，研究人員成功篩選出了兩種抗生素，他們將其命名為Humimycin A和Humimycin B。兩者都發(fā)現于一種稱(chēng)為紅球菌屬細菌中，這是傳統細菌培養中從未發(fā)現的新抗生素。

葡萄球菌和鏈球菌是兩大危害人體的細菌，近年來(lái)它們對各種抗生素逐漸表現出抗性。實(shí)驗表明，humimycins通過(guò)抑制細菌細胞壁合成酶 來(lái)切斷細胞壁合成途徑，細菌當即死亡。因而humimycins對這兩類(lèi)細菌十分有效。

Humimycins的作用還不止如此。β-內酰胺是一類(lèi)廣泛應用的處方抗生素，其效果常常隨著(zhù)細菌出現抗藥性而消失。然而科學(xué)家們發(fā)現，其中一種humimycins可以用來(lái)重新敏化細菌，消除細菌對β-內酰胺的抗藥性。

神奇的協(xié)同作用

在實(shí)驗中，他們將具有β-內酰胺抗性的葡萄球菌暴露于與β-內酰胺抗生素和humimycin A的混合物中，發(fā)現細菌立刻死亡。即使Humimycin A含量很少時(shí)，相同結果仍然出現。因此布蘭迪猜測兩種抗生素都對中斷細菌生命活動(dòng)起到了作用。

為了進(jìn)一步驗證推論，布蘭迪和他的同事們用具有β-內酰胺抗性的金黃色葡萄球菌感染小鼠。他們發(fā)現用含有humimycin A和β-內酰胺抗生素的混合物處理的小鼠的效果遠遠優(yōu)于僅用任何其中一種藥物的小鼠。這給人們治療抗藥性金黃色葡萄球菌提供了一條新思路。

布蘭迪希望這一發(fā)現能夠激發(fā)更多科研團隊挖掘細菌基因組，找到更多的新型抗生素。除此之外，布蘭迪建議大家的眼光可以不用局限在人體微生物的基因組，微生物的基因組是一片巨大的寶藏，等待著(zhù)人類(lèi)去開(kāi)采。

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