抗生素耐藥性是全球健康威脅。僅在 2019 年，全世界估計(jì)有 130 萬(wàn)人死于抗生素耐藥性細(xì)菌感染。為了解決這一日益嚴(yán)重的問(wèn)題，貝勒醫(yī)學(xué)院的研究人員一直在研究在分子水平上驅(qū)動(dòng)抗生素耐藥性的過(guò)程。
他們?cè)凇斗肿蛹?xì)胞》雜志上報(bào)告了促進(jìn)對(duì)環(huán)丙沙星(簡(jiǎn)稱環(huán)丙沙星)耐藥性的關(guān)鍵且令人驚訝的第一步，環(huán)丙沙星是最常用的處方抗生素之一。這些發(fā)現(xiàn)指出了可以防止細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性、延長(zhǎng)新舊抗生素有效性的潛在策略。
我們實(shí)驗(yàn)室之前的工作表明，當(dāng)細(xì)菌暴露在壓力環(huán)境中時(shí)，例如存在 cipro 時(shí)，它們會(huì)啟動(dòng)一系列反應(yīng)，試圖在抗生素的毒性作用下存活下來(lái)。”
Susan M. Rosenberg 博士，共同通訊作者，Ben F. Love 癌癥研究主席，貝勒大學(xué)分子和人類(lèi)遺傳學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)以及分子病毒學(xué)和微生物學(xué)教授
她還是貝勒大學(xué) Dan L Duncan 綜合癌癥中心 (DLDCCC) 的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。“我們發(fā)現(xiàn) cipro 會(huì)觸發(fā)促進(jìn)突變的細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)。這種被稱為應(yīng)激誘變的現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生突變細(xì)菌，其中一些細(xì)菌對(duì) cipro 具有抗性。抗 Cipro 的突變體會(huì)繼續(xù)生長(zhǎng)，維持無(wú)法再感染的感染被 cipro 淘汰。”
Cipro 誘導(dǎo) DNA 分子斷裂，DNA 分子在細(xì)菌內(nèi)部積累，從而引發(fā) DNA 損傷反應(yīng)以修復(fù)斷裂。Rosenberg 實(shí)驗(yàn)室對(duì)應(yīng)激誘變步驟的發(fā)現(xiàn)表明，兩種應(yīng)激反應(yīng)是必不可少的：一般應(yīng)激反應(yīng)和 DNA 損傷反應(yīng)。
Rosenberg 實(shí)驗(yàn)室及其同事之前已經(jīng)揭示了導(dǎo)致誘變?cè)黾拥倪^(guò)程的一些下游步驟。在這項(xiàng)研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致 DNA 斷裂的抗生素與開(kāi)啟 DNA 損傷反應(yīng)的細(xì)菌之間第一步的分子機(jī)制。
“我們驚訝地發(fā)現(xiàn)了一種意想不到的分子參與調(diào)節(jié) DNA 修復(fù)，”第一作者、Rosenberg 實(shí)驗(yàn)室的博士后助理尹翟博士說(shuō)。“通常，細(xì)胞通過(guò)產(chǎn)生介導(dǎo)所需功能的特定蛋白質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)它們的活動(dòng)。但在這種情況下，開(kāi)啟 DNA 修復(fù)反應(yīng)的第一步并不是激活產(chǎn)生某些蛋白質(zhì)的某些基因。”
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