Cell：揭示细菌通过调节镁离子吸收抵抗抗生素机制

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随着细菌对抗生素治疗不断显示出强大的适应力---这引发涉及各种感染的公共卫生危机日益加剧，科学家们不断努力更好地理解细菌对抗生素的防御，以便开发出新的疗法。

如今，在一项新的研究中，来自加州大学圣地亚哥分校和西班牙庞培法布拉大学的研究人员通过将实验和数学建模结合在一起，发现了一种意想不到的机制，这种机制允许细菌在抗生素的作用下存活。具体而言，他们发现细菌通过控制对碱金属离子的摄取来抵抗抗生素。当受到抗生素的攻击时，作为一种生存策略，细菌调节镁离子摄取来让它们的核糖体---将基因表达为蛋白的基本分子机器---稳定化。相关研究结果于2019年3月7日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“Magnesium Flux Modulates Ribosomes to Increase Bacterial Survival”。论文通讯作者为加州大学圣地亚哥分校生物科学系的Gürol Süel。论文第一作者为加州大学圣地亚哥分校生物科学系的Dong-yeon Lee和Maja Bialecka-Fornal，以及庞培法布拉大学的Leticia Galera-Laporta。

图片来自Leticia Galera-Laporta, Universitat Pompeu Fabra。

Süel说，“我们发现了一种意想不到的新机制，积极生长的细菌利用这种机制抵抗抗生素。通过这一发现，我们如今能够探索新的方法来对抗感染，这是我们以前无法想象的。”

这些研究人员研究了核糖体活性与跨细胞膜的离子电化学流量之间的关系。这种膜电位和核糖体是在从细菌到人类的所有活的细胞中起作用的最古老和最基本的过程之一。Süel说，他们鉴定出一种明显的关联性，这种关联性“揭示了这些对生命至关重要的古老和基本细胞过程是如何相互作用的”。

这些新发现为开发抵抗抗生素耐药性的新方法奠定了科学基础。

Süel说，“抗生素耐药性是对我们健康的一种主要公共威胁。进入市场的药物数量跟不上细菌应对这些药物的能力。”

Süel相信科学家们可能能够通过操纵细菌吸收镁离子的能力来提高现有抗生素药物的效力，而不是必须开发全新的药物。通过限制细菌吸收镁离子的方式，用于治疗严重感染的某些类类型抗生素的效力可能得到极大改善，从而干扰细菌利用带电镁离子抵御抗生素的能力。
参考资料：

Dong-yeon D. Lee et al. Magnesium Flux Modulates Ribosomes to Increase Bacterial Survival. Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2019.01.042.