探险队发现西藏湖泊含有产生抗生素的细菌

Skoltech 的研究人员及其来自中国和俄罗斯的同事发现，青藏高原的水域和土壤中充满了能够产生抗生素的细菌。虽然该团队发现的抗菌化合物对科学来说都不是新鲜事，但在不负责任的药物使用引发细菌耐药性爆发的情况下，这些发现带来了一定的希望。

对西藏和其他地方偏远和难以到达的栖息地的进一步调查最终可能会发现新的抗生素。该团队的研究结果发表在《微生物学和微生物前沿》杂志上。

每当有人服用抗生素时，微生物就会看到人类对抗细菌感染的终极秘密武器。少数幸存的细菌将它们碰巧拥有的保护机制传给了它们的后代。如果人们只按处方使用抗生素，这一点就不那么重要了，但就目前情况而言，许多最有效的抗菌药物不再那么秘密：细菌对它们的耐药性正在增强。

生物医学界通过促进负责任的药物使用和寻找新药来应对细菌耐药性。

“发现抗生素有两种基本方法，”Skoltech Bio 的助理教授德米特里·卢基亚诺夫 (Dmitrii Lukianov) 说，他是这两项研究的合著者。“你可以做的一件事就是浏览化学库——包含数十万种化合物的庞大数据库，你可以测试它们的抗生素活性。机器学习算法可以促进这种搜索。或者，你可以在自然界中寻找候选药物——例如在土壤中——因为那里的细菌使用抗生素来对抗其他细菌。”

样品首先送往北京市抗菌药物重点实验室。在那里，研究人员在称为培养肉汤的营养丰富的培养基中培养样品。然后测试团队获得的液体培养物的抗菌活性。对发现产生抗生素化合物的细菌菌株进行了基因分析。然后，研究人员将分析的菌株与已知会导致人类疾病的临床重要细菌菌株进行比较。

下一阶段由 Skoltech 实验室接管。在收到含有抗生素化合物的培养液的干提取物后，卢基亚诺夫和他的同事开始使用所谓的报告系统来确定抗菌作用的机制，该系统由研究合著者和生物中心教授 Petr Sergiev 等人开发。研究人员。

Lukianov 解释道：“抗生素可以通过多种方式伤害细菌：影响蛋白质合成、DNA 复制、RNA 转录、细胞壁合成或关键代谢过程。”

“Skoltech 和 MSU 的科学家创建了一个报告系统，使我们能够区分具有两种作用机制的化合物。首先，抑制细菌产生蛋白质的抗生素。其次，影响 DNA 复制或 RNA 转录的化合物。” 所有其他作用机制均归为第三组。

为了确定在任何给定情况下哪种机制在起作用，该系统依赖于大肠杆菌的双“报告菌株”。它是一种人为缺乏某些防御机制的实验室菌株，使得抗生素的作用更容易辨别和测量。

为了进行测试，科学家们在培养皿上培养了报告菌株，并将其置于西藏文化液体提取物中，以及对照——代表两种主要机制的标准抗生素。根据所分析的化合物对报告菌株的致命程度，与常用的抗生素进行比较，研究小组可以确定涉及哪种机制。

然后，研究人员使用两种高度精确的分析技术来识别化合物——色谱法和质谱法——来判断提取物中含有哪些化学物质。其中包括盐湖水中的血霉素和卡达霉素，以及西藏土壤样本中的利福霉素。

“虽然这些家族的化合物被称为抗生素，但你不会轻易怀疑它们在如此偏远地区和海拔如此高的地方的存在，”卢基亚诺夫评论道。“那里可能还潜伏着其他不熟悉的抗生素。也许下次我们会很幸运地找到它们。”

然而，如果您决定在自家后院挖掘革命性的新型抗生素，您很可能会发现科学界早已熟知的化合物，因此医学界对它们的兴趣有限。对于人烟稀少、交通不便的偏远地区来说，情况并非如此。比如西藏。

本文报道的两项研究的中国合著者前往青藏高原进行了考察，并从高原上的多个地点收集了水和土壤样本，其中包括四个盐湖。