細菌對抗生素的耐藥性正在快速發展，這使一些最好的藥物不再起作用，簡單的感染可能再一次危及生命。雖然新的抗生素研發正在進行中，但細菌最終也會對這些抗生素產生耐藥性，因此長期策略可能是防止它們首先進化。一項新的研究發現，細菌使用聰明的“投機”行為來適應。
環境壓力是自然選擇的基礎。隨著條件變得艱難，許多生物體會消亡，而倖存者可能會因為它們的基因中的隨機突變而得以挽救，這恰好使它們獲得優勢。然後將這些傳遞給後代，以便整個物種很快進化到處理最初的壓力條件。
在細菌的情況下，那些壓力條件包括抗生素。起初這些藥物可能有效對抗這些細菌，但如果有任何藥物“猛攻”中倖存下來，它們可以繁殖並將其良好的基因傳遞給其他。最終，整個細菌群體對某些抗生素產生耐藥性，我們人類需要研發出新的抗生素。
為了進行調查，研究人員將大腸桿菌暴露於低劑量的環丙沙星，這是一種引發DNA斷裂的抗生素，反應非常吸引人。研究小組發現，10％到25％的細菌開始產生高水平的有毒分子，稱為活性氧（ROS）。
為什麼細菌會產生可以殺死它們的分子？事實證明，它們使壓力環境變得更加緊張，有效地給自己帶來了進化的推動力。這作為一種應激反應，這種大腸桿菌亞群能夠使其DNA修復不太準確，更容易出錯，增加了隨機突變的機會。這反過來又增加了發展新優勢的機會。
“這種特殊的機制可能對喹諾酮類藥物具有重要作用 - 喹諾酮類藥物是非常廣泛使用的抗生素，其臨床耐藥性很常見，並且臨床上發生了新的突變，” Rosenberg表示。“這也可能反映出對其他抗生素產生耐藥性的形成，其中耐藥性的主要途徑是新突變，而那些主要途徑是從其他細菌中獲得抗性基因的抗生素相反。”
為了測試這些提議的“抗進化”藥物之一如何起作用，研究小組隨後將抗生素與一種名為依達拉奉的藥物結合使用，從而減少了ROS。果然，這被發現可以防止“投機”亞群產生壓力反應，並減緩細菌中的突變。重要的是，抗生素本身繼續正常工作。
Rosenberg說道：“這些資料可作為小分子抑制劑的概念驗證，可以與抗生素一起使用，透過阻止‘投機’細菌的分化來減少阻力的演變，而不會損害抗生素活性。像這樣的藥物可以與標準抗生素一起使用，以減緩耐藥性的進化。這些藥物可能會延長現有抗生素的使用範圍，並可能透過傾向於進化戰爭而有利於免疫系統及作為單一治療方法。”
該研究發表在《Molecular Cell》雜誌上。
細菌對抗生素的耐藥性正在快速發展，這使一些最好的藥物不再起作用，簡單的感染可能再一次危及生命。雖然新的抗生素研發正在進行中，但細菌最終也會對這些抗生素產生耐藥性，因此長期策略可能是防止它們首先進化。一項新的研究發現，細菌使用聰明的“投機”行為來適應。
環境壓力是自然選擇的基礎。隨著條件變得艱難，許多生物體會消亡，而倖存者可能會因為它們的基因中的隨機突變而得以挽救，這恰好使它們獲得優勢。然後將這些傳遞給後代，以便整個物種很快進化到處理最初的壓力條件。
在細菌的情況下，那些壓力條件包括抗生素。起初這些藥物可能有效對抗這些細菌，但如果有任何藥物“猛攻”中倖存下來，它們可以繁殖並將其良好的基因傳遞給其他。最終，整個細菌群體對某些抗生素產生耐藥性，我們人類需要研發出新的抗生素。
為了進行調查，研究人員將大腸桿菌暴露於低劑量的環丙沙星，這是一種引發DNA斷裂的抗生素，反應非常吸引人。研究小組發現，10％到25％的細菌開始產生高水平的有毒分子，稱為活性氧（ROS）。
為什麼細菌會產生可以殺死它們的分子？事實證明，它們使壓力環境變得更加緊張，有效地給自己帶來了進化的推動力。這作為一種應激反應，這種大腸桿菌亞群能夠使其DNA修復不太準確，更容易出錯，增加了隨機突變的機會。這反過來又增加了發展新優勢的機會。
“這種特殊的機制可能對喹諾酮類藥物具有重要作用 - 喹諾酮類藥物是非常廣泛使用的抗生素，其臨床耐藥性很常見，並且臨床上發生了新的突變，” Rosenberg表示。“這也可能反映出對其他抗生素產生耐藥性的形成，其中耐藥性的主要途徑是新突變，而那些主要途徑是從其他細菌中獲得抗性基因的抗生素相反。”
為了測試這些提議的“抗進化”藥物之一如何起作用，研究小組隨後將抗生素與一種名為依達拉奉的藥物結合使用，從而減少了ROS。果然，這被發現可以防止“投機”亞群產生壓力反應，並減緩細菌中的突變。重要的是，抗生素本身繼續正常工作。
Rosenberg說道：“這些資料可作為小分子抑制劑的概念驗證，可以與抗生素一起使用，透過阻止‘投機’細菌的分化來減少阻力的演變，而不會損害抗生素活性。像這樣的藥物可以與標準抗生素一起使用，以減緩耐藥性的進化。這些藥物可能會延長現有抗生素的使用範圍，並可能透過傾向於進化戰爭而有利於免疫系統及作為單一治療方法。”
該研究發表在《Molecular Cell》雜誌上。