发现使细菌逃避抗生素的机制

来自UAB的研究人员首次在PLOS ONE发表的一篇文章中描述了细菌菌落的行为模型，该模型展示了它如何在定植过程中保护自身免受抗生素等有毒物质的侵害。UAB遗传学和微生物学系的分子微生物学研究小组已经确定，在抗生素存在的情况下，肠道沙门氏菌两种蛋白质之间平衡的改变导致了允许群体扩散的结构的解体，这反过来又阻止了细菌菌落中细胞的进展最接近有害浓度的抗生素，而其余细胞则扩散到浓度较低的区域。

细菌群体以称为蜂群的协调方式在表面上移动，这使得它们能够在器官和组织上进一步扩散并增加感染的毒力。这种运动是由鞭毛和化学感受器的作用驱动的，这些系统负责识别环境中的化合物并固定在细胞的两极，形成高度有组织的结构，其中蛋白质CheW构成了一部分。

研究人员已经证明，SOS系统的激活是细菌在抗生素存在下的细胞反应，导致RecA蛋白浓度增加，通过改变化学感受器的组织干扰CheW蛋白的分布。并停止蜂拥而至的运动。

这两种蛋白质浓度之间的不平衡使得细菌菌落避免了它们所定殖的表面的任何区域，这些区域存在有害浓度的抗生素，阻止了最接近药物的区域内的蜂群运动，并允许其他区域的殖民化。

因此，RecA和CheW蛋白之间的分子平衡被认为对细菌细胞中化学感受器的组织以及它们的定植运动至关重要。这项工作还表明，如果该区域的抗生素剂量减少到无害水平，RecA浓度的下降和与CheW重新建立平衡，可以再次构建化学感受器，恢复群集运动结果，该地区的殖民化。

用研究人员的话说，结果清楚地表明细菌群体使用本文所述的特定机制在表面上移动，以避免与损害其DNA的化合物接触。肠沙门氏菌是细菌群的​​成员，其包括导致消化和呼吸系统疾病的几种致病物种，例如败血症和全身性感染。这项工作为设计可以中和这种细菌策略的新化合物打开了大门，从而降低了抗生素治疗的效率。