研究发现进化掉头可能会减轻抗生素耐药性
在一项科学突破中,莫纳什大学的研究人员发现了抗生素耐药性进化过程中革命性的“180度大转弯”,挑战了广泛接受的观念,即特征一旦形成就不可逆转。
这一发现发表在《自然生态与进化》上,对于对抗抗生素耐药性这一威胁药物疗效的全球健康危机具有深远的影响。
多洛定律被认为是进化生物学的基本原理,它认为特征一旦丢失就无法恢复。
该研究的主要作者、莫纳什大学生物科学学院的副教授迈克·麦克唐纳(MikeMcDonald)说:“我们的研究通过揭示抗生素耐药性中分子反向进化的第一个已知例子来挑战这一想法。”
该研究探索了通过水平基因转移(HGT)机制消除抗生素耐药性等有害性状的潜力。
幽门螺杆菌因其通过HGT交换DNA的能力而成为实验的焦点。研究小组实时跟踪独立细菌群体的基因改变并对其进行测序。
在其中一些群体中,他们发现抗生素抗性基因变体恢复到其敏感的原始形式,这标志着进化生物学领域的突破性发现。
麦克唐纳副教授说:“想象一下这样一种情况,感染失去了抗生素耐药性等破坏性特征,有效地恢复到原来的状态。”
“这项研究为我们对抗抗生素耐药性的斗争开辟了新的可能性,并强化了负责任的抗生素管理以及抗生素和杀虫剂管理方法的重要性。”
该研究还揭示了重组、遗传物质的改组和交换在促进这一进化U型转变中的作用。重组率较低的群体进化出了超重组表型,加快了细菌交换DNA的速度,并逆转了抗生素耐药性。
为了进一步了解自然选择和HGT的动态,研究人员构建了一个群体遗传模型。数学模拟显示,虽然耐药性的成本很高,但中等到高水平的HGT可能会使对抗生素产生耐药性的人群再次变得敏感。
这项研究挑战了关于不可逆转性状的传统观点,并为对抗抗生素耐药性提供了一条新途径。
麦克唐纳副教授说:“这项研究可以重新定义我们对抗抗生素耐药性的策略,为未来带来希望,我们可以减轻有害特征的传播,并有可能恢复抗微生物药物的有效性。”
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