大肠杆菌能够合成抗药性卵白，纵然在旨在打败细胞生长的抗生素存不才，也是如此。这是法国钻研人员在一项新的研讨中报道的钻研事实。他们还发明了这类细菌是若何实现这一豪举的：一种保存统统的膜泵将抗生素从细胞中转运进来---只要短缺长的年华即可以让细胞无意偶尔间蒙受来自相邻细胞的编码抗药性蛋明的DNA。关系研讨终于颁布发表在2019年5月24日的Science期刊上，论文题目为“Role of AcrAB-TolC multidrug efflux pump in drug-resistance acquisition by plasmid transfer”。 美国东新墨西哥大学微生物学家Manuel Varela（未到场这项新的研究）展现，“这是一个需要的发现。它将有助于解释细菌在碰到抗生素的毒性水平时如何设法传布抗菌素耐药性。”
图片来自CC0 Public Domain。
这一发明让论文通信作者、法国里昂大学细菌遗传学家Christian Lesterlin感受震惊。他和他的共事们最初劈头开辟一种实时显微镜系统的项目，以便详细考查质粒转移---细菌细胞互相分享DNA的进程。经由进程运用经心妄想的荧光卵白，一旦它们在新的宿主体内表达，他们就能够追踪质粒将编码它们的DNA从供体细胞转移到受体细菌以及所表达的荧光卵白。
他们以大肠杆菌风尚性地分享抗生素耐药基由于例，视察到通过将编码TetA蛋白---一种让细胞对四环素发生发火耐药性的膜泵---的DNA从细胞中运出，从而将它传递出去。不久之后，他们察看到质粒DNA进入非耐药性细胞中，一段时间后，赤色荧光点涌当时受者细胞的膜上，这表明TetA蛋青丝生疏解，并且这些非耐药性细胞对四环素发作抗性。
这类抗生素通经常使用于家畜，但偶尔也用于治疗肺炎、呼吸道净化和别的疾病，一样平常会克服缺乏TetA的细菌的生长，然而颠末采取这类机制，许多细菌菌株正在变得具有耐药性。在一开始的履行中四环素其实不存在，所以为了认识这个过程是若何受到这类药物本身的影响，这些研究人员将细菌细胞外露在高浓度的四环素中，并再一次将它们置于显微镜下。
正如所料，这些钻研职员视察到质粒DNA进入新的非耐药性细胞中。这是预料之中的，这是由于四环素不会阻挠这一过程。相反，它旨在禁止卵白合成。使人惊疑的是，他们缔造一些新的之前缺乏TetA蛋明的受者细胞中呈现血色荧光，这些细胞以前没有TetA蛋白质：显明，尽管裸露于四环素中，它们仿照照旧能够合成包括TetA在内的蛋白。Lesterlin影象说：“咱们花了不少很临时才证实了这个毕竟，这非常违背直觉，我们很难确信它确实发生了。”
这些研讨人员对这些细胞能够做到这一点进行了有遵照的预想：尽人皆知，许多细菌膜都含有一种称为AcrAB-TolC的多药外排泵，这类泵能够将得多抗生素从细胞中运出，他们认为，在四环素能够阻止卵白合成和细胞生长之前，这种泵将它从细胞中运出。为了验证这一设法，他们筹画了几种渐变体，每种渐变体在编码组成这类泵的差异卵白的多个基因中的一个上发生突变。
他们发现这些渐变体虽然从相邻细胞承受了随身带TetA遗传暗码的质粒，却不能合成TetA蛋白。在缺乏坚守性外排泵的现象下，这些突变体不能将四环素从细胞中运出。随着抗生素水平在细胞内激增，它们再也不能够合成卵白，也就不能成长。
这些研究人员展现，当恪守正常时，AcrAB-TolC泵将抗生素浓度保持在充分低的水平，为细菌细胞合成质粒DNA中编码的抗性蛋白赢取了岁月。在这类情况下，它容许TetA卵白发生，随后将更多的四环素从细胞运出。最终，细菌可以在抗生素的存在下具有耐药性。正如Lesterlin所说，“对细菌来讲，这是比人类康健更好的信息。”
美国科罗拉多大学博尔德分校化学工程师和微生物学家Anushree Chatterjee（未列入这项新的钻研）指出，“多药外排泵AcrAB-TolC在这个规模早已广为人所知。”无非，她说，事实上，它有助于细菌在打仗抗生素的同时失掉抗药性，这一动静是新闻。看到细菌能做这么多事务总是使人存眷的。”
她说，这些缔造具有遍及的影响，这是因为AcrAB-TolC在细菌中曲直短长常生活的，何况这种其机制并不仅限于四环素。 Lesterlin和他的同事们证实这种泵还许可细菌在其他的压榨基因表述的抗生素---比方，打败翻译的氯霉素和压制转录的利福平---具备的状况下合成抗药性蛋白。 Lesterlin补充说，这类机制与所谓的不会杀死仅能战胜细菌生长的抑菌抗生素（bacteriostatic antibiotics）有关。他预料这也将实用于在细菌发生耐药性之前直接将它们破欠安的溶菌抗生素（bacteriolytic antibiotics）。
Chatterjee和Varela都对这项新研究进行了深入钻研，其研究毕竟颇为牢靠，Varela对Lesterlin团队开发的技艺印象格外粗浅，这种手艺可以在考查TetA卵白合成的同时察看质粒DNA在细胞之间的转移。
Varela补充道，“这些作者还阐明了可作为开拓新型抗菌试剂的新靶点的关键细菌机制。”好比，人们可能经过靶向AcrAB-TolC泵来制造抗生素---一些执行室正在研讨这种法子。可能，人们可能能够靶向调理它发生的基因---这个角度吸收了Chatterjee。激进的抗生素意图办法在很大程度上依托于靶向特定卵白的小分子，况且对个中的许多小份子而言，细菌也曾见过良多年了，终极决定了更多的耐药机制。
Chatterjee说，“咱们需要研讨非保守的途径。许可细胞应答这些应情绪况的休养机制是甚么？我以为靶向这些历程好像，有助于启迪从一开端就无望禁止耐药性发生发火的更智能疗法。”
参考原料：
Sophie Nolivos et al. Role of AcrAB-TolC multidrug efflux pump in drug-resistance acquisition by plasmid transfer. Science, 2019, doi:10.1126/science.aav6390.
Vanessa R. Povolo et al. Disseminating antibiotic resistance during treatment. Science, 2019, doi:10.1126/science.aax6620.
原题目：Science：重磅！示意细菌在交兵抗生素时发作抗药性新机制
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