肠道病毒具有对抗细菌的遗传方式,可能有助于应对超级细菌
雅加达 - 一些生活在人类肠道中的病毒能够迅速产生遗传变异,以避免细菌防御。这一发现有可能在抗生素不再有效时帮助开发替代疗法。
据Euronews周日报道,这一发现来自发表在《自然微生物学》杂志上的一项研究。这项研究由密歇根州立大学的一个小组进行。
引起关注的病毒是噬菌体或噬菌体,即攻击细菌但不感染人体细胞的病毒。
在粘附在细菌上后,噬菌体将其遗传物质插入并利用该细胞进行自我复制,直到细菌破裂。然而,细菌也可以建立对噬菌体的防御,例如对抗生素的抗性。
研究人员发现,一些噬菌体有办法反击。它们可以产生具有不同遗传变异的后代,从而使部分病毒逃脱细菌防御的机会更大。
团队发现病毒基因组中的某些部分是突变的“热点”。当病毒繁殖时,这些部分允许基因发生多次变化。
“这改变了我们对噬菌体如何进化的理解,”密歇根州立大学的研究作者之一克里斯·沃特斯说。
沃特斯说,噬菌体并不总是产生完全相同的副本。出现的遗传变异使病毒群体具有不同的特征。
研究包括感染大肠杆菌的噬菌体T2。该小组将细菌防御系统插入实验室中的大肠杆菌,然后将其暴露于噬菌体。
细菌防御似乎并没有持续很长时间。
“在几个小时内,噬菌体总是开始获胜。我们不知道为什么,“沃特斯说。
在排序能够克服细菌防御的噬菌体基因组时,研究人员发现名为agt的基因中的重复突变,特别是在具有重复序列的DNA片段中。
这部分被称为应急位点,即DNA复制过程在重复序列中发生偏移时DNA变化非常容易的区域。
这种变化可以产生不同的噬菌体版本。其中一些可能更有可能逃避细菌防御。
研究人员发现,该区域的突变速度比病毒基因组中的其他部分快数千倍。
在感染大肠杆菌的T4噬菌体中也发现了类似的机制。重复的DNA序列也广泛存在于攻击细菌的其他各种噬菌体中。
这一发现是在抗微生物药物耐药性,包括抗生素耐药性日益受到关注时出现的。超级细菌一词通常用于指称对多种抗生素具有耐药性的难以治疗的细菌。
噬菌体疗法实际上自20世纪20年代以来就被用于治疗细菌感染。在青霉素等抗生素广泛使用后,人们对这种方法的兴趣逐渐减弱。
现在,抗生素耐药性的增加使得噬菌体疗法再次受到关注。
其中一个优点是,噬菌体可以非常选择性地攻击特定的细菌物种或菌株。相反,抗生素可以杀死病原体细菌。
然而,细菌也可以对噬菌体产生抗性。因此,噬菌体产生遗传变异的能力被认为有可能用于使治疗对细菌抗性更具抵抗力。
“如果我们能够利用这种进化技巧,我们可能会在抗生素耐药性危机中开发出更有效的噬菌体疗法,”沃特斯说。
他强调,抵抗是无法完全消除的。然而,更好地了解细菌如何自我防御以及噬菌体如何反击被认为有助于遏制这个问题。