在土壤中搜索，科学家发现了一种对抗结核病的新方法
几十年来，医生们一直在使用抗生素对抗结核病。与此同时，导致这种疾病的微生物——结核分枝杆菌一直在反击。当遇到现有的药物，如抗生素利福霉素时，这种细菌通常会发生变异，从而对治疗产生抗药性。
利福霉素耐药性正在稳步上升，这给试图治疗结核病的医生提出了一个重大问题。但是，根据洛克菲勒科学家小组的一项新研究，自然可能已经提出了解决方案。一项研究表明，在泥土中发现的抗生素可以摧毁突变的分枝杆菌。
利福霉素(Rif)通过靶向RNA聚合酶(RNAP)发挥作用，RNAP是一种对细菌生存至关重要的酶。当编码RNAP的基因发生突变时，就会产生抗性:即使是很小的基因变化也会阻止Rif与该酶结合并阻碍其功能。为了克服耐药性，研究人员需要一种类似Rif的药物，但这种药物可以与RNAP结合，即使有突变。虽然一些科学家可能会求助于实验室来合成这种分子，Evnin教授肖恩·f·布雷迪(Sean F. Brady)则求助于环境。“利福霉素是由细菌自然产生的，”他说。“所以我想知道大自然是否也制造了Rif类似物——看起来像利福霉素的分子，但有细微差别。”为了鉴定任何类似物，布雷迪的实验室对从全国各地采集的土壤样本中发现的微生物基因进行了测序。他们希望发现与Rif基因相关的抗生素，但有一些微小的变异使它们能够与突变的rnap结合。
通过他们的土壤探测，研究人员发现了一组天然抗生素，即抗利福霉素，它们与利福霉素的大部分基因相同。此外，博士后助理James Peek的分析显示这些抗生素能够对抗对Rif没有反应的细菌。布雷迪假设，抗癌药的出现可能是对进化压力的反应，而进化压力反映了医院里存在的压力。在临床环境中，细菌通过进化保护性突变对抗生素的冲击做出反应。反过来，研究人员创造了更强大的抗生素;而且，随着时间的推移，细菌会进化出更多的变异来躲避这些新的攻击。在自然界中，布雷迪假设，细菌和抗生素可能会进行类似的军备竞赛。污垢中的细菌相互竞争。细菌消灭竞争的一种方法是产生毒素，比如Rif，它是天然的抗生素。就像医院里的细菌一样，土壤里的细菌对这种威胁的反应是通过变异产生对毒素的抵抗力。但是，随着时间的推移，它们的竞争细菌也可能发生变异，产生更强的抗生素。布莱迪推测，康斯可能是这种竞争的结果。他说:“天然抗生素有可能和我们在临床使用抗生素时面临的选择压力是一样的。”“如果是这样的话，那么我们就会看到像抗氧化物一样的利福霉素的天然类似物。”
为了了解是什么使这些新发现的抗生素对突变结核病菌株有效，研究人员分析了它们的结构。他们发现，尽管抗菌素与利福霉素相似，但抗生素有几个独特的特征，包括附在核心结构上的一种额外的糖和一种额外的酸。研究人员发现，这些微小的纤维赋予了这种分子一种新的结合和干扰RNAP的方式，使kangs能够以不受Rif影响的细菌为目标。他们发现额外的糖分可以让抗利霉素停靠在其他药物没有利用的RNAP袋里。事实上，在这项研究之前，科学家们并不知道有这样一个口袋存在。
这个发现为研究人员开发更强大的抗生素提供了新的策略。现在，科学家们意识到迄今为止隐藏的RNAP口袋，可以搜索或合成利用它的新型药物。
