科学家首次测出初代青霉菌的基因组序列

时间：2020-09-25 20:07:51 来源：作者：网络转载

　　据外媒报道，亚历山大·弗莱明爵士最初发现青霉素的霉菌在经过冷冻干燥后其样品的基因组的序列已首次被测出，此举可能为抗生素生产带来新创新。在医疗史上最偶然的时刻之一，1928年的一次简单的事故导致了一项发现，而这项发现拯救了数百万人的生命、激发了现代抗生素工业并帮助改变了医学的发展进程。

　　1928年8月，弗莱明爵士前往他在英国萨福克郡的家乡度假。而在离开其所在的圣玛丽医院医学院（现为伦敦帝国理工学院的一部分）实验室之前，他开始在培养皿中培养金黄色葡萄球菌。

　　当他9月份回来时，弗莱明发现一个盘子的盖子打开了，一个蓝绿色的霉菌在琼脂营养凝胶中生长。他没有直接扔掉这个被污染的培养基，而是更仔细地检查了它，结果发现在霉菌生长的地方并没有发现金黄色葡萄球菌。

　　弗莱明在青霉属中发现了这种霉菌，其最终发现它能产生一种抗生素化合物，然后将其分离出来并取名为青霉素。

　　然而事情就在此戛然而止，因为那个时候还无法做到大规模量产。一直到第二次世界大战，当来自美国的青霉菌株被发现生长在甜瓜上并且产量还处于相当高的水平青霉素的药物作用被抬高。

　　在美国陆军部的大力支持下，这种药物的新生产方法被开发了出来。1944年，盟军诺曼底登陆时大约有230万剂可用的青霉素，1945年则升至6460亿剂。结果，士兵的死亡人数和截肢人数减少了15%--这一事实极大地帮助战争的结束以及轴心国的失败。

　　在那之后，原始青霉素样本被保存在了伦敦帝国学院内，然而包括来自该所院校、CABI和牛津大学的科学家在对部分样本经过一系列的实验后都无法给这些细菌的基因组排序。

　　为了纠正这个疏忽，研究小组从冻干样品中提取了DNA、检查了序列并将其跟来自美国的两种工业青霉菌株公布的基因组进行了比较。结果他们发现，尽管英国和美国的菌株有着相似的遗传密码，但美国的菌株拥有更多的用于制造青霉素的调节基因副本。然而，两种菌株的产青霉素的酶是不同的，这表明它们的野生祖先自然进化产生了不同的酶。

　　根据研究小组的说法，这很重要，因为随着细菌进化出抗药性，像青霉素这样的抗生素已经变得越来越无效。由于美国和英国的菌株在处理本地细菌方面进化不同，研究它们的差异以及它们是如何产生的可以为提高青霉素产量提供线索。

　　帝国理工学院生命科学系的Ayush Pathak表示：“我们的研究可能有助于激发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。但工业方法可能错过了优化青霉素设计的一些解决方案，我们可以从抗生素耐药性进化的自然反应中学习。”