チームは抗生物質耐性菌を「決定打」と発見

研究者らは、抗生物質耐性遺伝子の蔓延と、特定の病原体における新薬耐性の進化との間に重要な関連性があることを発見した。

この研究では、高レベルの抗生物質に曝露された細菌は、防御的な抗生物質耐性遺伝子の同一のコピーを複数保有していることが多いことが示されています。

これらの重複した耐性遺伝子は、多くの場合「ジャンプ遺伝子」は、株から株へと移動できるトランスポゾンと呼ばれます。 これは耐性が広がるメカニズムを提供するだけでなく、耐性遺伝子のコピーを複数持つことで、新しいタイプの薬剤に対する耐性を生み出すための進化のハンドルを提供することもできます。

Lingchong You 研究室による以前の研究では、細菌性病原体の 25% が抗生物質耐性を広める可能性があることを示しました。 遺伝子の水平伝達。 彼らはまた、抗生物質の存在が遺伝子の水平伝播速度を速めるわけではないことを示したので、遺伝子の伝播を促す何か別のことが起こっているに違いない。

「細菌というのは、 常に進化する 多くのプレッシャーの下で、特定の遺伝子の重複の増加は、犯罪現場に残された指紋のようなもので、どのような種類の機能が本当に急速に進化しているかを知ることができるのです」と、リンチョン・ユーの研究室で研究員を務めるローハン・マダムセッティ博士研究員は言う。デューク大学の生体医工学教授。

「私たちは、抗生物質の攻撃を受けている細菌は多くの場合、防御耐性遺伝子のコピーを複数持っているのではないかと仮説を立てましたが、最近まで決定打を見つける技術がありませんでした。」

従来の DNA 読み取り技術では、遺伝子の短い断片をコピーしてカウントアップするため、大量の特定の配列がサンプル中に実際に存在するのか、それとも読み取りプロセスによって人工的に増幅されているのかを判断することが困難でした。 しかし、過去 5 年間で、ロングリード技術を使用した完全なゲノム配列決定がより一般的になり、研究者は高レベルの遺伝子反復を検出できるようになりました。

この研究では、マダムセッティと共著者らは、動物から採取した細菌性病原体のサンプル中に存在する耐性遺伝子の繰り返しを数えた。 さまざまな環境。 彼らは、抗生物質の使用レベルが高い場所に住んでいる人間や家畜には抗生物質耐性遺伝子の同一のコピーが複数豊富に存在するが、野生の植物、動物、土壌、水中に生息する細菌ではそのような重複はまれであることを発見した。

「ほとんどの細菌には基本的な抗生物質耐性遺伝子がいくつかありますが、自然界でそれらが複製されているのはほとんど見られませんでした」とユー氏は言います。 「対照的に、抗生物質を投与している可能性が高い人間や家畜では、多くの重複が発生していることがわかりました。」

研究者らはまた、患者が抗生物質を服用している可能性が高い臨床データセットから採取したサンプルでは、耐性重複のレベルがさらに高かったことも発見した。 抗生物質耐性遺伝子のコピーが増加すると、細菌が新しい種類の治療法に対する耐性を獲得する可能性も高まるため、これは重要な点だという。

「例えば、ペニシリン耐性遺伝子のコピーを絶えず作成することは、新種の薬物を分解できるようになるための第一歩となる可能性があります」とマダムセッティ氏は言う。 「進化には、特別な突然変異を見つけるために、より多くのサイコロの目が与えられます。」

「抗生物質耐性の危機が増大していることは誰もが認識しています。そこで、当然の反応として、新しい抗生物質が開発されることになります。」と You 氏は付け加えます。 「しかし、私たちが何度も感じるのは、抗生物質をより効率的かつ効果的に使用する方法を見つけることができれば、潜在的に次のことができるということです。 この危機に対処する 単に新薬を開発するよりもはるかに効果的です。」

「米国で使用されている抗生物質の大部分は患者に使用されるのではなく、治療に使用されます。 農業」とあなたは付け加えます。 「したがって、これは畜産業にとって特に重要なメッセージであり、これがなぜ抗生物質耐性が常に存在し、より深刻になっているのかという主な要因となっています。」

結果は雑誌に掲載されます ネイチャーコミュニケーションズ。

この研究への支援は国立衛生研究所から来ました。

ソース： デューク大学