上图显示了从药物敏感酵母菌落中新发现的药物耐药性
细菌和真菌这类微生物,可以通过基因突变来抵挡抗菌素或抗真菌剂等药物的“攻击”,这些永久的突变一度被认为是耐药菌株发展进化的唯一途径。现在,一项新的研究成果认为,微生物可以通过对药物靶点进行“暂时静默”来获得抗药功能给其带来的好处,这种行为被称为“表现突变”。这一成果刊登在7月27日的《自然》杂志上。
据物理学家组织网7月27日报道,虽然科学家在一种“卷枝毛霉菌”中发现了这种新机制,但其他霉菌以及细菌、病毒和其他微生物都可能使用这种机制来抵抗多种药物的治疗。
杜克大学医学院分子遗传学和微生物学部主任约瑟夫·海曼博士说:“这种机制赋予微生物更大的灵活性。经典的孟德尔遗传定律下的突变像一个传统的婚姻,具有长期约束力。这些"表现突变"是可逆的,更像是未婚同居那样,如果条件发生变化,它更容易回到原来的路上。”
事实上,“表现突变”是如此的短暂,以至于研究者几乎忽略了它们的存在。研究生塞西莉亚·沃尔来自海特曼和玛利亚·卡迪纳斯实验室,她一直在寻找一种突变,这种突变使被人类感染的卷枝毛霉菌病原体能对抗菌药FK506(被称为“他克莫司”)产生抗药性。这种病原体导致少量但致命的真菌性毛霉菌病,这种新型传染性疾病主要攻击免疫系统虚弱的人。
按照典型的药物耐药性实验程序,沃尔首先在含有抗真菌药物的培养皿中培养病原体。她发现,经过药物治疗后,生存下来的少量病原体看上去有点奇怪,它们越变越小直至逐渐停止繁殖。沃尔分离这些病原体菌株,并对以抗菌药FK506为突变目标的KBP12基因进行测序,以期寻找可能被赋予抗药性的基因突变现象。然而,她在大约三分之一的分离菌株中没有发现任何突变,更重要的是,沃尔发现拿走药物后,很多突变物种逐渐“消失”,看起来不像是突变了的物种,而更像病原体原菌。