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发布日期:2021/2/23 8:48:00

1928年,内科医生、微生物学家亚历山大·弗莱明在伦敦偶然培育出青霉素霉菌,发现了青霉素这一后来被广为使用的抗生素。

近日,科学家首次对其基因组进行了测序。

1945年,弗莱明爵士与他的同事恩斯特·钱恩(Ernst Chain)和霍华德·弗洛里(Howard Florey)因在青霉素和抗生素方面的研究而被授予诺贝尔生理学或医学奖。

尽管弗莱明爵士的菌株被称为青霉素的“原始来源”,但美国的抗生素生产迅速转向使用另一种类型——生长在发霉的哈密瓜上的一种。

此外,这种天然来源的真菌随着时间的推移发生了变化,因为制药商人为地选择了能产生更多青霉素的菌株,以追求更多的利润。

在他们的研究中,研究人员从弗莱明爵士的真菌的原始样本中培养出霉菌,该样本保存在国际农业和生物科学中心的培养标本中。

该论文的作者、伦敦帝国理工学院和牛津大学的进化生物学家蒂莫西·巴勒克洛夫(Timothy Barraclough)说:“我们最初打算用亚历山大·弗莱明的真菌做一些不同的实验。”

“但令我们惊讶的是,我们意识到,尽管它在这一领域具有历史意义,但还没有人对它的基因组进行排序。”

Barraclough教授和他的同事们特别关注两种基因,一种是编码真菌用来生产青霉素的酶的基因,另一种是调控这些酶的基因,例如控制酶的生产。

研究小组发现,弗莱明爵士的英国菌株和美国工业上使用的菌株具有相同的调控基因编码,但后者的变种拥有更多的调控基因副本,使它们能够生产更多的药物。

此外,研究人员还发现,在英国和美国分离的菌株中,产生青霉素的酶的编码基因是不同的。他们说,这揭示了野生青霉菌在两国之间进化的不同,导致酶的版本略有不同。

由于像青霉这样的霉菌会产生抗生素来帮助它们对抗微生物,英国和美国的菌株可能会有所不同,因为它们已经适应了对抗当地细菌种群的最佳方式。

同样来自伦敦帝国理工学院的生物学家Ayush Pathak说:“我们的研究可能有助于发现对抗抗生素耐药性的新解决方案。”

青霉素的工业生产集中在产量上,而用于人为提高产量的步骤导致了基因数量的变化。

“但是工业方法可能错过了优化青霉素设计的一些解决方案——而且我们可以从抗生素耐药性进化的自然反应中学习。”

该研究的全部结果发表在《科学报告》杂志上。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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