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抗生物質耐性は急速に広がっています 世界中で。 感染性細菌が特定の方法で変異してから増殖すると、最も強力な薬物にさえ耐性になります。 しかし、研究により、抗生物質耐性が広がる可能性がある心配な代替方法が明らかになりました。それは、耐性を他の生きているバクテリアに引き継ぐ生物です。

6月、サンパウロ出身の2012歳の男性35は、病院で無数の問題を抱えていました。 皮膚癌の診断と並んで、彼は潜在的に致死的な細菌感染を抱いていると言われました。 医師は彼を化学療法と抗生物質のコースにかけ、細菌を殺す治療はその仕事をしているように見えた。 しかし、1か月以内に微生物による発熱が再発しました。

患者はよく知られているスーパーバグMRSA（メチシリン耐性 黄色ブドウ球菌）。 そこで、医療チームは、「最後の防衛線」の抗生物質の1つに目を向けました。 強力な化合物バンコマイシン。 このMRSA株はもともとバンコマイシンに対する自然な防御がありませんでしたが、その年の8月までに耐性になり、治療が無効になりました。

科学者は 後で明らかにする 単純な突然変異によって抵抗を獲得するのではなく、代わりにMRSAは新しいDNAの巨大な塊を与えられていた。 この寄贈された遺伝コードの文字列の中には、抗生物質の破壊的な作業から細菌を安全に保つタンパク質に関する指示が含まれていました。 MRSAは勝ち手に配られていましたが、このDNAはどこから来たのですか？

入力します エンテロコッカスフェカリス。 このバグは通常、共生細菌（「善玉菌」の1つ）と呼ばれ、腸内で幸せに生きて害を与えません。 私たちの消化管は微生物活動の巣であり、1兆個の単細胞生物を受け入れています。 いわゆるマイクロバイオームは、 健康な人間の腸、しかしまた糞便のような虫の不吉な側面を抑制するのを助けます。

免疫システムが低下した患者が抗生物質治療を受けると、この望ましくない側面が繁栄する可能性があります。 私たちが抗生物質を与えられると、それらは自然の防御を持たないすべての細菌を無差別に一掃し、時にはその友好的な住民の多くの腸内微生物叢をきれいにします。 しかし、糞便は 本質的に装備 そのDNA内に多くの自然抵抗メカニズムがあり、しばしば生き残ることができます。

抑圧的な隣人がいないか、それらを抑制できる免疫系がないため、糞便とその耐性の仲間は増殖して繁栄し、幸福に分裂して腸の新たに利用可能な不動産に移動します。 そしてやがて彼らは抵抗力があり潜在的に病気を引き起こす隣人と密接に接触します。

情報の交換

人間が集まるとき、私たちはしばしば言語を通して考えを交換します。 しかし、バクテリアが集まると、DNAエンコードされた指示を通じて情報を交換できます。 これは 水平遺伝子導入、DNAのコピーが1つのセルから別のセルに移動する場所。 残念ながら、 E.faecalis そして、そのスーパーバグの同胞は、共有するための最高の情報をすべて持っています。 抗生物質を乗り切る.

しかし、糞便はその進化の旅をさらに一歩進め、抗生物質耐性の究極のディーラーの1つになりました。 バクテリアが不要な遺伝コードから身を守るために使用する防御メカニズムの1つはCRISPR-cas9システムです。 DNAを編集する。 このシステムは、細菌がウイルスDNAやその他の潜在的に危険な遺伝コードを、それらが害を及ぼす前に切り刻む手段として生まれました。

E.faecalis かつては重要なCRISPR-cas9システムを搭載していましたが、驚くべきことに、あらゆる種類のDNAが細胞の壁に入って細胞内に留まることができるように防御機構を犠牲にしました。 これは危険な戦略でしたが、最終的には価値があり、大便が遺伝的知識の帯を獲得し、引き継ぐ手段を解放しました。 糞便が与えたのは、この利益と交換の設計によるものでした MRSAに対するバンコマイシン耐性.

抗生物質耐性は、深刻な感染症を治療する能力を脅かしています。 Titikul B / Shutterstock

抗生物質は現代医学で重要な役割を果たします。 それらは感染症の治療に日常的に使用され、手術後に先制的に投与され、世界中で平均20年の平均寿命の向上に貢献しています。 これにより、抗生物質耐性への取り組みが 最も差し迫った問題 今日私たちの種が直面しています。 しかし、糞便などの細菌では、進化した抗生物質耐性によってもたらされる危険性をエスカレートするために科学者たちが共謀している微生物を発見しました。

これは理解する E.faecalis 最も重要です。 しかし、微生物の自然で本質的な抵抗の多くは謎のままです。 不満なことに、大便は抗生物質で攻撃されたときにしばしばエースになります。 たとえば、DNAの不可欠な部分を削除した場合、大便には、同じ役割を実行できるDNAの別のセクションがあり、抗生物質耐性を提供することがよくあります。 ただし、どのDNAに遺伝的バックアップ計画があり、どのDNAにないのかはまだ完全にはわかりません。

バックアップのないDNAの断片は、理想的な薬物ターゲットになります。 そして幸いなことに、DNAのセグメントを段階的に削除することで、ラボでこれらの重要な部分を特定することができます。 削除するたびに、遺伝子コードの重要な部分を特定するためにより近いステップがもたらされます。 E.faecalis 生き残るために。 これにより、このth約的な日和見病原体に対して有利にデッキを積み上げ、最終的にディーラーをゲームから除外できると確信しています。

著者について

サリ・モリス、博士候補者、 バース大学 および ジェームズ・S・ホートン、博士候補者、 バース大学

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