抗生素耐药性是全球日益严重的公共卫生问题。一些对抗生素产生耐药性的细菌能够通过分泌系统将耐药性传播给其他细菌，这加剧了这一问题。于默奥大学的一篇新论文分析了特殊蛋白质在抗生素耐药性传播过程中的作用。

研究人员发现抗生素耐药性蔓延时特殊蛋白质是关键

“研究结果有助于更深入地了解遗传物质如何从一种细菌转移到另一种细菌。这对于了解细菌如何传播抗生素耐药性等非常重要。 ”

于默奥大学医学化学与生物物理系博士生 Annika Breidenstein 表示：“希望这项研究能够成为最终找到可以阻止这种传播的药物的一小部分。”

现代医学的基础是抗生素的使用，抗生素可以抵抗传染病，并能使移植等手术和许多癌症治疗成为可能。如果没有有效的抗生素，人们在手术后经常会出现严重的、有时甚至危及生命的感染。

近几十年来，越来越多的细菌对抗生素不再有反应，它们已经产生了耐药性。这是由于过度使用抗生素造成的，不仅在医疗保健领域，而且在畜牧业中也是如此，在拥挤的环境中，健康的动物被注射抗生素来预防疾病。

除了产生抗生素耐药性之外，许多细菌还会将这种耐药性传播给其他细菌。这是在一种称为 IV 型分泌系统的蛋白质机制的帮助下发生的。

Breidenstein 的论文主要关注这些系统。由于细菌种类繁多，主要问题是这些不同的分泌系统有哪些共同点以及有哪些不同之处。

细菌的大部分遗传物质被包装在一个长的环状 DNA 分子中。然而，IV 型分泌系统和抗生素耐药性通常存在于额外的、更灵活的 DNA(称为质粒)上。

论文中的一项研究考察了如何准备质粒以运输到具有 IV 型分泌系统的其他细菌中。为此，需要一种称为松弛酶的蛋白质，它可以与质粒结合。X 射线被用来生成与 DNA 结合的松弛酶的详细图片。当松弛酶在另一种蛋白质的帮助下与 DNA 结合得更好，并且还研究了这两种蛋白质如何相互作用。

通常，DNA(因此质粒也是如此)由两条链组成。然而，松弛酶只与其中一条链结合，只有这条链被运送到下一个细菌。Breidenstein 和她所在的研究小组怀疑一种名为 PrgE 的蛋白质对这一过程很重要，因为他们认为这种蛋白质与这种特定的单链 DNA 结合。

因此，他们还制作了这种蛋白质的图像，准确地显示了该蛋白质如何与 DNA 结合。然而，研究发现 PrgE 既能与单链 DNA 结合，也能与双链 DNA 结合。结论是 PrgE 不具备预期的功能，也不直接参与 DNA 运输。

问题仍然存在——所有 IV 型分泌系统有什么共同点?为了回答这个问题，研究人员使用了人工智能的新生物信息学方法。利用他们为此目的创建的数据库，他们能够识别出所有已知的 IV 型分泌系统中哪些蛋白质通常看起来相同。

利用这些知识和人工智能，建立了 IV 型分泌系统模型。借助这一进步，我们将能够更好地了解医院感染中重要的分泌系统。