洛克菲勒大學(xué)合成的一種新抗生素，源自細(xì)菌基因產(chǎn)物的計(jì)算機(jī)模型，似乎可以中和耐藥細(xì)菌。根據(jù)發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項(xiàng)研究，這種名為 cilagicin 的化合物在小鼠體內(nèi)效果很好，并采用一種新的機(jī)制來(lái)攻擊 MRSA、C. diff 和其他幾種致命病原體。
結(jié)果表明，新一代抗生素可以從計(jì)算模型中衍生出來(lái)。“這不僅僅是一個(gè)很酷的新分子，它是對(duì)一種新的藥物發(fā)現(xiàn)方法的驗(yàn)證，”洛克菲勒的肖恩·F·布雷迪說(shuō)。“這項(xiàng)研究是計(jì)算生物學(xué)、基因測(cè)序和合成化學(xué)結(jié)合在一起以解開(kāi)細(xì)菌進(jìn)化秘密的一個(gè)例子。”
應(yīng)對(duì)萬(wàn)年的細(xì)菌戰(zhàn)
細(xì)菌已經(jīng)花費(fèi)了數(shù)十億年的時(shí)間來(lái)進(jìn)化出獨(dú)特的方式來(lái)殺死彼此，因此我們?cè)S多最強(qiáng)大的抗生素都來(lái)自細(xì)菌本身，這也許不足為奇。除了青霉素和其他一些從真菌中提取的著名藥物外，大多數(shù)抗生素首先被細(xì)菌武器化以對(duì)抗其他細(xì)菌。
Evnin 教授兼遺傳編碼小分子實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人布雷迪說(shuō)：“千百年的進(jìn)化賦予了細(xì)菌參與戰(zhàn)爭(zhēng)和殺死其他細(xì)菌的獨(dú)特方式，而它們的敵人不會(huì)產(chǎn)生抗藥性。”抗生素藥物的發(fā)現(xiàn)曾經(jīng)主要由科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)鏈霉菌或芽孢桿菌，然后將它們的秘密裝瓶來(lái)治療人類疾病。
但隨著耐抗生素細(xì)菌的興起，迫切需要新的活性化合物——而我們可能已經(jīng)用完了易于利用的細(xì)菌。然而，數(shù)不清的抗生素可能隱藏在頑固細(xì)菌的基因組中，這些細(xì)菌很難或不可能在實(shí)驗(yàn)室中研究。“許多抗生素來(lái)自細(xì)菌，但大多數(shù)細(xì)菌不能在實(shí)驗(yàn)室中生長(zhǎng)，”布雷迪說(shuō)。“因此，我們可能錯(cuò)過(guò)了大多數(shù)抗生素。”
過(guò)去十五年來(lái)，布雷迪實(shí)驗(yàn)室倡導(dǎo)的另一種方法是在土壤中尋找抗菌基因，并在對(duì)實(shí)驗(yàn)室更友好的細(xì)菌中培養(yǎng)它們。但即使是這種策略也有其局限性。大多數(shù)抗生素來(lái)源于鎖定在細(xì)菌基因簇中的基因序列，稱為生物合成基因簇，它們作為一個(gè)單元共同編碼一系列蛋白質(zhì)。但這些集群通常無(wú)法使用當(dāng)前技術(shù)訪問(wèn)。
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