研究人员对从加拿大育空地区永冻土中发现的3万年前的细菌DNA进行分析之后发现,这些细菌能够抵抗抗生素。
在被人类用作药品之前,抗生素是自然形成的。这项新研究成果是表明抗药性是一种普遍的自然现象、并早在现代临床使用抗生素之前便已存在的首个直接证据。
专家们早就根据理论推理做出了这样的预测,但他们说,新研究成果凸显了有必要少用抗生素,因为抗药基因无处不在,它们很容易因为抗生素的使用而得到加强。
纽约大学微生物学家马丁·布莱泽说:“抗药基因如此古老和普遍,这个事实意味着抗药问题无法轻易解决———我们永远无法发明一种能打垮所有细菌的超级抗生素。”
对这些古代细菌的DNA进行分析的是加拿大麦克马斯特大学的杰勒德·赖特。他的研究小组从地表下约20英尺处的一层泥土里收集了DNA。这层泥土曾是一个古老湖泊的湖畔沉积物,上方覆盖着3万年前落下的火山灰。这个地点显然没有受到污染,因为它包含冰河时代生物的DNA,但却没有当代物种的DNA。
赖特博士在最新一期的英国《自然》周刊中报告说,分析表明,沉积物中的古代细菌含有令现代细菌抵抗抗生素的所有主要基因。
抗生素是真菌、藻类和细菌制造的用以发出信号和保卫自己的物质。这些微生物通过进化也逐渐获得了抵抗抗生素的基因。经过数百万年的化学演变,两类复杂的基因出现了,一类制造抗生素,另一类抵抗抗生素。
赖特博士说:“抗药性是地球自然生态学的一部分,抗生素是不同寻常的资源,必须谨慎使用。”(生物谷 Bioon.com)
doi:10.1038/nature10388
PMC:
PMID:
Antibiotic resistance is ancient
Vanessa M. D’Costa; Christine E. King; Lindsay Kalan; Mariya Morar; Wilson W. L. Sung; Carsten Schwarz; Duane Froese; Grant Zazula; Fabrice Calmels; Regis Debruyne; G. Brian Golding; Hendrik N. Poinar; Gerard D. Wright
The discovery of antibiotics more than 70 years ago initiated a period of drug innovation and implementation in human and animal health and agriculture. These discoveries were tempered in all cases by the emergence of resistant microbes1, 2. This history has been interpreted to mean that antibiotic resistance in pathogenic bacteria is a modern phenomenon; this view is reinforced by the fact that collections of microbes that predate the antibiotic era are highly susceptible to antibiotics3. Here we report targeted metagenomic analyses of rigorously authenticated ancient DNA from 30,000-year-old Beringian permafrost sediments and the identification of a highly diverse collection of genes encoding resistance to β-lactam, tetracycline and glycopeptide antibiotics. Structure and function studies on the complete vancomycin resistance element VanA confirmed its similarity to modern variants. These results show conclusively that antibiotic resistance is a natural phenomenon that predates the modern selective pressure of clinical antibiotic use.