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【深度热点】分子技巧使土壤细菌对抗生素特别耐药

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2018-11-27 09:38
来源:实验与分析
博士 Julia Weiler * / 博士 Ilka Ottleben
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  一些土壤细菌特别耐受青霉素。为什么长久以来一直是个谜?现在研究人员已经开始研究这种特殊抗生素耐药性的神秘面纱。

  许多土壤细菌本身对抗生素有抗药性。现在,波鸿鲁尔大学的生物学家发现了一种调节这种抗性的新机制。在最近的一份出版物中,由微生物生物学系的Jessica Borgmann领导的研究小组描述了一种小RNA分子,它对抗生素抗性和细胞中的进一步加工具有决定性影响。

essica Borgmann和Franz Narberhaus在实验室培育了土壤细菌

essica Borgmann和Franz Narberhaus在实验室培育了土壤细菌

  “对抗生素有抗药性的土壤细菌比排泄这些抗生素的竞争微生物有优势,”医学博士解释说。Franz Narberhaus,微生物生物学系主任。已知根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)是一种引起植物肿瘤的土壤细菌,它对β-内酰胺抗生素特别耐受,β-内酰胺抗生素是青霉素。研究人员澄清了这种抵抗背后的机制。他们对调节土壤杆菌中各种过程的小RNA分子感兴趣。

  不含小RNA的抗生素耐受性较差

  与博士医学院应用微生物学波鸿工作组一起。Julia Bandow研究了Borgmann周围的团队,当小RNA缺失时,细胞中的蛋白质模式如何变化。结果:细菌产生的降解青霉素的酶显着减少。研究人员还测试了他们将氨苄青霉素添加到细菌培养物中时发生的情况。没有小RNA的菌株对抗生素的反应比天然菌株高100倍。

  “小RNA因此似乎解释了为什么天然菌株对一些抗生素如此耐受,”Jessica Borgmann说。“我们假设这种分子的主要功能是使细菌在与其他微生物竞争中具有优势。”

  小RNA干扰不同的代谢途径

  波鸿研究人员的进一步分析表明,小RNA对许多过程有影响,例如细胞壁的生物合成。如果细菌缺乏分子,它们比天然茎形成更多的植物肿瘤。研究人员怀疑,在自然界中,存在使用细胞资源的折衷 - 更高的抗生素抗性或更高的毒力形成肿瘤。

  “结果表明不同代谢途径的复杂相互作用,”Franz Narberhaus总结道。“从本质上讲,协调多条路径以确保在不断变化的条件下适应性显然非常重要。”

  小RNAs作为抗生素抗性的有效调节剂

  短RNA分子在需要时打开或关闭细胞过程非常有效。与蛋白质调节剂的生产相比,它们的合成对细胞显着更快且更节能。

  在进一步的研究中,波鸿科学家希望找出RNA分子影响各种过程的确切机制。他们还想知道其他土壤细菌中的抗生素耐药性是否基于类似的原理,以及这种抗性是否可以转移到其他类型的细菌上。

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