本文來自微信公眾號(hào)陳述根本，作者/陳根。
近日，洛克菲勒大學(xué)的研究人員使用算法“慧眼識(shí)珠”對(duì)細(xì)菌基因簇進(jìn)行分類，并挑選出最有希望產(chǎn)生抗菌效果的候選化合物——cilagicin。
自抗生素在臨床上廣泛應(yīng)用以來，人類和動(dòng)物感染細(xì)菌性疾病的發(fā)病率和死亡率就大大降低。然而，抗生素的大量使用，也導(dǎo)致了細(xì)菌通過獲得基因或染色體突變產(chǎn)生細(xì)菌耐藥性。科學(xué)家們預(yù)測(cè)，如果不盡快研發(fā)新藥，預(yù)計(jì)到2050年，每年將有一千萬人因耐藥菌感染而喪生。
但在過去幾十年，新誕生的抗生素寥寥無幾，且結(jié)構(gòu)上與過去已有抗生素大同小異。這是因?yàn)橐鞔_某種感染是否對(duì)抗生素有抗藥性，需要將細(xì)菌分離出來在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)，觀察細(xì)菌群的生長情況，這一過程時(shí)間消耗大且成本高昂。更重要的是，細(xì)菌相關(guān)機(jī)制復(fù)雜，成千上萬個(gè)未定性的基因簇難以進(jìn)行分類。
為了解決這一難題，洛克菲勒大學(xué)的研究人員使用算法“慧眼識(shí)珠”來對(duì)這些基因簇進(jìn)行分類，并挑選出最有希望產(chǎn)生抗菌效果的候選化合物——cilagicin。實(shí)驗(yàn)中，cilagicin能夠有效殺死細(xì)菌，包括對(duì)現(xiàn)有抗生素存在耐藥性的幾個(gè)菌株。
根據(jù)抗生素干擾代謝過程的不同，抗生素常分為細(xì)胞壁合成抑制物、蛋白質(zhì)合合成抑制物等，前者可通過抑制細(xì)胞壁的合成可達(dá)到殺菌效應(yīng)，如青霉素類、頭孢類等β-內(nèi)酰胺類抗生素，但對(duì)沒有細(xì)胞壁的支原體等微生物沒有作用。
眾所周知，現(xiàn)有的抗生素會(huì)結(jié)合一個(gè)分子或另一個(gè)分子，但耐藥菌仍然可以使用第二個(gè)分子來維持細(xì)胞壁。而cilagicin攻擊細(xì)菌時(shí)，結(jié)合了兩種分子C55-P和C55-PP，以達(dá)到完美的滅殺效果。
值得一提的是，該化合物不會(huì)誤傷其他細(xì)胞，甚至能夠殺死研究人員專門設(shè)計(jì)來抵抗該藥物的細(xì)菌。在治療活體小鼠的細(xì)菌感染中，其也能達(dá)到令人滿意的效果?？梢哉f，cilagicin是在該算法方法輔助下，發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)極具價(jià)值的候選藥物。
總的來說，該研究開發(fā)了一個(gè)高效抗生素候選物推薦算法，為阻止耐藥性的發(fā)生和傳播提供了新策略。未來，研究人員計(jì)劃優(yōu)化該化合物，并在動(dòng)物身上進(jìn)行更多其他細(xì)菌測(cè)試。
