在泥土中发现的分子可以帮助抵抗多重耐药细菌

妈妈总是说你可以在污垢中玩弄细菌。现在，科学家们已经将这一建议向前推进了一步：洛克菲勒大学的一个团队从纽约市附近的公园和世界各地收集了2000多份土壤样本，以发现具有潜在毒性的细菌分子。

利用创新技术对生活在土壤中的微生物基因进行测序，研究人员最近宣布他们已经发现了一类新的强效抗生素，称为malacidins，他们希望这种抗生素可以有效抵抗多重耐药细菌。

在实验室和动物试验中，malacidins消灭了许多感染，包括一些已经对传统抗生素产生抗药性的感染。此外，暴露于malacidins的传染性细菌在长期实验室实验中未对新抗生素产生抗性。该研究结果发表在“自然微生物学”杂志上。

洛克菲勒大学遗传编码小分子实验室负责人Sean F. Brady表示，在malacidins可能为人体临床试验做好准备之前，需要多年的额外研究。尽管如此，这一发现有朝一日可能有助于解决迫在眉睫的公共卫生危机，因为现有的抗生素正在逐渐丧失对抗导致危险感染的微生物的有效性。

挖掘污垢的捷径

土壤是微生物学家探索的丰富环境。它含有一系列令人惊叹的微生物，它们比人类微生物群更加多样化 - 一克土壤可能含有数千种细菌。但绝大多数这些细菌不适应实验室培养，因此无法进行科学开发。

Brady的团队通过开创一种从土壤中的微生物DNA中鉴定可能的药物化合物的技术解决了这个问题，而不是从微生物本身中提取这些化合物。该方法不需要培养，而是依赖于DNA测序和计算分析等高科技工具。

这种策略的一个问题是污垢含有太多的DNA，研究人员无法完全分析。“无论你今天的测序能力如何，在单个土壤样本中对所有DNA进行测序仍然不够，更不用说在地球上存在的数百万或数万亿的环境中，”Brady说。“我们必须提出更有创意的方法来对所有遗传信息进行分类。”

他们的答案是筛选DNA，寻找类似于已知药物编码的基因 - 在这种情况下，这是一种相对较新的抗生素，仅在钙存在的情况下起作用。这些药物具有额外的优点，即它们不容易促使感染性细菌产生抗药性。

看不见但并不罕见

科学家发现其中一个序列编码了malacidin分子。这些化合物的物理结构及其功能方式与其他钙结合药物不同。

“它们是全新的分子，”布拉迪说。“他们以前从未见过。”尽管如此，malacidins在自然界中非常普遍 - 研究人员在他们测试的每10个土壤样本中发现了一个。

Brady的团队正在研究新发现的malacidin分子的变体，看看另一种类似物是否可以更好地作为细菌杀手。

此外，研究人员正在加大对新抗生素的研究力度。如果不开发新疗法，预计到2050年，由于无法治愈的感染导致的全球死亡人数将增加十倍以上。

Brady说，持续的研究工作有助于扭转这种趋势。“在对抗生素未来的悲观预测中，有希望重新回到这个非常富有成效的井中，看看我们是否能够找到一批真正有用的抗生素，”他说。