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新研究强调抗生素如何刺激细菌繁殖

根据发表在《自然生态与进化》杂志上的一项研究,抗生素可以刺激细菌的生长。

英国埃克塞特大学的一个科学家团队在四天内将大肠杆菌(E. coli)细菌暴露于八轮抗生素治疗下,发现该细菌在每次治疗中均增加了抗生素耐药性。

这是预料之中的,但是作者惊讶地发现,突变的大肠杆菌的繁殖速度要比遇到这种药物之前要快,并且形成的种群由于这种突变要大三倍。

这仅在暴露于抗生素的细菌中才能见到-当研究小组拿走药物时,进化的变化并没有撤销,新发现的能力依然存在。

该研究的主要作者埃克塞特大学教授罗伯特·比尔德莫尔说:“我们的研究表明,当大肠杆菌对抗生素的临床水平产生耐药性时,可能会带来更多好处。”

“人们常说达尔文进化缓慢,但事实并非如此,特别是当细菌暴露于抗生素的情况下。”

细菌具有惊人的重排DNA的能力,这有时可能会在几天内使药物停止工作。DNA的快速变化可能对人体细胞造成危险,而对于像大肠杆菌这样的细菌,只要它们能够正确地进行变化,就可以带来多种好处。”

Beardmore教授及其合著者测试了抗生素多西环素对大肠杆菌的作用,这是研究抗生素引起的DNA变化的一部分。

随后进化出的细菌被安全地冷冻在摄氏80度以下,科学家利用基因测序来找出导致其异常进化的DNA变化。

一些变化是众所周知的,并已在临床患者中看到,例如大肠杆菌产生了更多的抗生素泵,细菌利用这些泵将抗生素推出细胞。另一个变化是已知描述休眠病毒的DNA丢失。

研究的第一作者卡洛斯·雷丁博士(Carlos Reding)说:“我们最好的猜测是失去病毒的DNA会阻止大肠杆菌自我毁灭,因此一旦泵DNA的增加首先使它们能够抵抗抗生素,我们就会看到更多的细菌细胞在生长。” -罗马

“这为大肠杆菌基因组两个区域的变化创造了进化动力。”

“通常,自我毁灭可以通过产生生物膜来帮助细菌在表面定殖。当您向下看塞孔时,您会在肮脏的水槽中看到生物膜。但是我们的研究使用的液体条件有点像血液,因此大肠杆菌可以放弃其生物膜的生活方式而转向增加细胞产量。”

“有人说,高剂量不会产生耐药性进化,但是我们的论文表明,它可以并且细菌可以以对某些类型的感染无益的方式改变。这表明尽快对患者使用正确的抗生素很重要,这样我们就不会在临床上看到类似的适应症。”合著者Mark Hewlett博士说。

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