Nature子刊解决科研难题从微生物组中挖出真正的“金矿”

　　我们今天使用的绝大多数抗生素都是以细菌生产的天然分子为基础。随着抗生素抗性问题的日益突出，人们亟需寻找更多新的抗生素。然而，让细菌生产新抗生素并不容易，绝大多数细菌并不能在实验室里生长，生产抗生素分子的基因大多也不会启动。

　　Rockefeller大学的研究人员找到了解决这些问题的方法。他们在细菌基因组中鉴定生产抗菌化合物的基因，然后自己合成这些化合物。不需要培养细菌就可以发现新的潜在抗生素。

　　Sean Brady及其同事用特殊软件在公开数据库中扫描人体共生菌的基因组，搜索可能生产抗生素的基因簇，并预测其产物的化学结构。他们一共鉴定了57个潜在的基因簇，最终通过多肽固相合成法制造了25个不同的化合物。他们对这些化合物的抗菌效果进行测试，成功确定了两个亲缘关系很近的抗生素，humimycin A和humimycin B。这两种抗生素都是在红球菌（Rhodococcus）中发现的，这种细菌在实验室培养的时候从未生产过类似物质。

　　研究显示，humimycins对葡萄球菌和链球菌特别有效。这种抗生素可以抑制建立细胞壁的酶，干扰细胞壁的建立通路，由此杀死致病菌。常用抗生素β-内酰胺的作用模式与此类似，但细菌常常会对这类药物产生抵抗。研究人员指出，humimycin A可以让耐药菌对β-内酰胺重新敏感。

　　2014年加州大学旧金山分校的科学家们在Cell杂志上发表文章指出，我们体内生活的细菌可以生产大量的药用分子，为新药开发提供了异常丰富的资源。目前临床上三分之一的药物来自于微生物和植物，包括青霉素等抗生素、化疗药物和降胆固醇的药物。人们不断在土壤和海洋微生物中挖掘新药，却从未意识到我们自己就是一个“炼丹炉”。（更多详细信息参见：Cell重要发现：人体就是一个“炼丹炉”）

　　近年来，抗生素滥用现象使耐药菌日渐增多，这已经成为了一个全球性的公共健康问题。如今任何新抗生素都是受欢迎的，因为有效的抗生素越来越少了。Nature杂志发表的一项研究显示，人类鼻子里的共生菌能够生产天然抗生素，杀死令人头疼的致命耐药菌。（更多详细信息参见：Nature：利用人体来“炼丹”）

　　去年，军事医学科学院解放军疾病预防控制所的宋宏彬等人在本期Science杂志上发表文章，介绍了我国抗生素使用的现状以及抗生物滥用所产生的影响，为人们提前敲响了警钟。虽然目前这一危机还处于早期阶段，但亟需人们采取有效措施加以控制。控制抗生素污染的源头很重要，比如说可以禁止畜牧业中的非治疗性抗生素使用，以及任意排放含有抗生素的污水。