科学家解决了30年前关于抗性基因如何传播的谜团

为了赢得抗生素抗性超级细菌的战争，科学家寻找抗性基因的起源，以确定它们如何被引入致病细菌。确定抗性基因的起源及其传播方式与在爆发中发现患者零相当，这不是一件容易的事。30多年来，科学家们一直提出抗性基因实际上来源于产生抗生素的微生物。然而，科学家们未能找到这种转移的直接证据。现在，在丹麦技术大学进行的研究表明，抗生素抗性基因来自与抗生素化合物相同的地方，即来自一组称为放线菌的土壤细菌。该研究发表在Nature Communications上。

目前用于治疗人类感染的抗生素超过四分之三是由放线菌产生的，放线菌也携带抗生素抗性基因。在这些实验中，研究人员惊奇地发现致病微生物(革兰氏阴性病原体)中的许多抗性基因与放线菌中发现的抗性基因非常相似。在一个案例中，基因是100%相同的。

“人们怀疑病原体可以在半个世纪内从放线菌获得抗性基因.100%相同的基因是吸烟枪，”DTU Biosustain的博士后Xinglin Jiang说。

革兰氏阴性病原体构成一大群物种，其中有假单胞菌，可引起肺和尿路感染。

起初，很难想象病原体如何从Actinobacteria获得基因，因为它们是如此不同并且彼此无关。但通过研究抗性基因周围的DNA序列，研究小组通过一种称为“携带”的新机制找出转移是如何发生的，其中病原体基本上与Actinobacterium具有原始形式的“性”并获得其抗性基因它死了之后

原则上，当病原体与放线菌接触时，例如在动物养殖场或被未经处理的医院废物污染的土壤中，这种通过携带的基因转移可能发生。通过这种方式，病原体可以在下一轮感染中变得具有抗性并危及人类生命。

因此，了解起源是抵消抗生素耐药性传播的关键，DTU Biosustain的高级研究员Tilmann Weber解释说：“我们无法阻止这种基因转移，但是当您知道病原体可能含有哪些抗性基因时，您可以个性化抗生素治疗此外，有了这些知识，你可以尝试开发具有病原体无法防御的其他特性的新抗生素。“

以下是回收过程的工作原理：

1.革兰氏阴性病原体将其DNA注入Actinobacteria。革兰氏阴性细菌天然具有称为结合的能力，细菌细胞可通过该结合将其自身DNA注射到其他细菌细胞中。它被称为性别的细菌等同物，因为它通常用于在革兰氏阴性细菌之间交换基因信息。但有时革兰氏阴性菌也可以利用这种机制将DNA注入不相关的革兰氏阳性细菌，如放线菌。

2.在放线菌内，注射的DNA与宿主含有抗性基因的DNA重组。Actinobacterium死后，重组DNA被释放到环境中。

3.最后，注入的DNA可以充当“胶合DNA”并通过称为自然转化的现象介导抗性基因对病原体的摄取。