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《参考消息第7版》-科学家解密初代青霉菌基因组

 

[美国大全新闻网924日报道]:最初的青霉素霉菌的基因被首次测序(记者,戴维.松迪)

 

   亚历山大弗莱明爵士发现青霉素时所用霉菌的冻干样本基因组首次获得测序,这可能带来抗生素生产方面的新创新。

   医学史上最幸运的一个时刻就是,1928-一个简单的意外带来了后来拯救无数生命的发现,引发了现代抗生素产业的兴起,也帮助改变了医学进程。

19288月。弗莱明在英国萨福克郡的家乡度假。在离开他在圣玛丽医院附属医学院(现在是英国帝国理工学院的一部分)的实验室之前,他开始在一系列培养皿中培育金黄色葡萄球菌。

当他9月回来时,弗莱明发现一个培养皿的盖子是敞开的,一种蓝绿色的霉菌正在琼脂营养凝胶中生长。他没有简单地扔掉受污染的金黄色葡萄球菌,而是仔细研究了一下,结果发现霉菌生长的地方就没有了金黄色葡萄球菌。

   弗莱明最终发现,这种霉菌产生了一种抗生素化合物,他将其从中分离出来并称之为青霉素。事情本可能在那里结束,原因有很多。其中最主要的原因是,青霉素很难大量生产,尽管后来研究人员取得了一些惊人的成功,但直到第二次世界大战期间青霉素才被提高到一种神奇药物的地位。当时,美国一种在甜瓜上生长并能产生大量青霉素的青霉素菌株被发现了。

在美国陆军部的大力扶持下,这种药物的新生产方法被开发出来。到1944年,盟军登陆诺曼底时鞋带了约为230万剂青霉素。结果是,军人的死亡和截肢数量减少了15%-----这一事实带来了极大的战争优势,加速了轴心国的失败。

   从那时候起,最初的青霉素菌样本就在帝国理工学院保存下来。担当包括该学院、国际应用生物科学中心和牛津大学的科学家在内的一个团队开始用这些样本之一进行一些列的实验时,他们才发现原来这个最初霉菌的基因组从未经过测序。

为了纠正这种疏忽,研究团队从冻干的样本中提取了DNA,对DNA序列进行了检测,并将其与美国两种工业品系的青霉菌基因组进行了比较。他们特别研究了使这种真菌能够产生青霉素的酶的编码基因和整体调节酶的基因。

   他们发现,尽管英国和美国的菌株有类似的遗传密码,但美国的菌株拥有更多的制造青霉素的调节基因。然而,这两种菌株中产生的青霉素的酶是不同的,这表明它们的野生原种

自然进化出了不同的酶。

   据研究小组称,这一点很重要,因为随着细菌对其产生耐药性,青霉素等抗生素正变得越来越无效。由于美国和英国菌株的进化方式不同,研究他们之间的差异和产生的原因可以为改进青霉素的生产提供线索。

帝国理工学院生命科学系的阿尤什.帕塔克说:“我们的研究可能有助于启发解决抗生素耐药性的新方法。青霉素的工业生产集中在生产量上,人为提高产量的步骤导致了基因数量上的变化。”帕塔克说:“但是,工业方法有可能遗漏了优化青霉素设计的一些解决方案,我们可以从对抗生素耐药性决变的自然反应中吸取经验。”

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