细菌遭受压力时也会产生抗生素耐药性
在一项新的研究中,研究人员发现当遭受压力时,即便抗生素不存在时,细菌也会产生抗生素耐药性.相关研究结果于2013年2月22日发表在BMC Evolutionary Biology期刊上,论文标题为"Evolution of Escherichia coli rifampicin resistance in an antibiotic-free environment during thermal stress".特别地,在高温下生长的大肠杆菌对抗生素利福平(rifampicin)产生耐药性.
人们通常认为维持抗生素耐药性代价高昂,比如降低抗生素摄取的突变也限制流进细胞中的营养物数量.因此,在抗生素缺乏时,非耐药性的细菌将战胜耐药性细菌.然而,来自美国加州大学欧文分校和法国德尼-狄德罗大学医学院的研究人员发现当将细菌放置在压力环境中时,即将在高温下培养它们时,这些细菌能够自发地对抗生素利福平产生耐药性.
负责产生利福平耐药性的突变对大肠杆菌其他菌株产生不同的影响.在接受测试的每种类型细菌中,RNA聚合酶rpoB中发生突变的亚基允许它们在利福平存在时生长,但是不同于接受测试的初始细菌菌株,它们不一定在高温下具有生长优势.
领导这项研究的Olivier Tenaillon博士评论道,"我们的研究证实抗生素耐药性甚至在抗生素不存在的条件下就可产生,而且还证实依据于细菌类型和生长条件而不高昂地维持这种耐药性会是高度有益的.考虑到利福平被用来治疗诸如肺结核、麻疯病和军团病之类的严重性细菌感染和预防流行性脑脊髓膜炎,这种耐药性的产生对公众健康带来重要的影响."
这些细菌提供有力证据证实抗生素耐药性进化是由两种基因属性---多效性(pleiotropy)和上位性(epistasis)---所控制着的.荷兰瓦赫宁根大学Arjan de Visser博士解释道,"多效性描述抗生素耐药性突变如何影响其他的功能,因而影响它们在其他环境中的命运.上位性描述非常不同的突变对耐药性的影响如何结合在一起,因而决定着当几种突变是产生完全耐药性所需时,哪些突变途径是进化所偏好的."
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