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北京艾柏森鐵蟲 (小有名氣)
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行業(yè)資訊——首次發(fā)現(xiàn)噬菌體是啟動細菌快速進化從而導(dǎo)致超級細菌出現(xiàn)的關(guān)鍵
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2021年7月21日訊/生物谷BIOON/---噬菌體是攻擊細菌的微小病毒。在一項新的研究中，來自美國匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員有史以來第一次發(fā)現(xiàn)噬菌體是啟動細菌快速進化從而導(dǎo)致耐藥性“超級細菌”出現(xiàn)的關(guān)鍵。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2021年7月16日的Science Advances期刊上，論文標(biāo)題為“Rampant prophage movement among transient competitors drives rapid adaptation during infection”。 這些作者發(fā)現(xiàn)，與進化微生物學(xué)領(lǐng)域的一個主流理論相反，細菌菌落的適應(yīng)和多樣化過程并不是從一個同質(zhì)的克隆群體開始的。他們吃驚地發(fā)現(xiàn)，大部分早期適應(yīng)的原因并不是隨機的點突變。相反，他們發(fā)現(xiàn)人們通常認為是細菌寄生蟲的噬菌體是讓獲勝菌株在早期獲得進化優(yōu)勢的原因。 論文通訊作者、匹茲堡大學(xué)微生物學(xué)與分子遺傳學(xué)教授Vaughn Cooper博士說，“從本質(zhì)上講，寄生成為一種武器。噬菌體為獲勝菌株提供了獲勝的手段。噬菌體殺死更敏感的細菌菌株給其細菌菌株帶來優(yōu)勢�！� 當(dāng)涉及到細菌時，細心的觀察者可以在幾天的時間里跟蹤進化。由于細菌的生長速度很快，只需幾天時間，細菌菌株就能獲得新的性狀或?qū)咕幬锂a(chǎn)生耐藥性。 從豬燒傷創(chuàng)面分離的PAO1 RSCV具有高生物膜表型，圖片來自Science Advances, 2021, doi:10.1126/sciadv.abh1489。 這些作者將細菌感染在臨床上的表現(xiàn)方式比作一部從中間開始播放的電影。正如晚到的電影觀眾努力在精神上重建導(dǎo)致一幕幕在他們眼前展開的事件一樣，醫(yī)生們被迫根據(jù)患者到醫(yī)院就診時的靜態(tài)快照做出治療決定。就像在電影院一樣，沒有辦法倒退電影，檢查他們對情節(jié)或感染來源的猜測是對還是錯。 這項新的研究表明，細菌和噬菌體的進化往往是攜手并進的，尤其是在細菌感染的早期階段。這是一個多層次的過程：噬菌體和細菌一起加入一個混亂的舞蹈，不斷地相互作用和共同進化。 當(dāng)這些作者在豬的皮膚傷口感染中追蹤六種細菌菌株的基因序列變化時，他們發(fā)現(xiàn)噬菌體從一個細菌宿主跳到另一個細菌宿主的現(xiàn)象非常嚴(yán)重---即使是沒有獲得進化優(yōu)勢的克隆，其基因組中也整入了噬菌體。大多數(shù)克隆菌株的遺傳物質(zhì)中整入了一個以上的噬菌體---往往一個細菌菌株里有兩個、三個甚至四個噬菌體。 Cooper說，“這項研究向我們展示了噬菌體彼此之間以及與新宿主之間的互動程度。描述早期細菌感染的多樣性可以讓我們重建歷史，并追溯復(fù)雜的進化路徑，以獲得臨床優(yōu)勢。而且，隨著人們對使用噬菌體來治療高度耐藥性細菌感染的興趣日益濃厚，我們正在了解如何利用噬菌體的效力為人類造福。”（生物谷 Bioon.com） 參考資料： Christopher W. Marshall et al. Rampant prophage movement among transient competitors drives rapid adaptation during infection. Science Advances, 2021, doi:10.1126/sciadv.abh1489. |
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