链霉菌产生多种抗生素，针对维生素B7的生产。来源：Dr Jeremy Burgess/Science Photo Library 科学家们在一种常见的土壤细菌中识别出一组基因，这些基因能够产生一系列对多药耐药细菌有效的抗生素。研究人员表示，这一发现可能导致开发出对病原体更难产生抗药性的抗生素。抗生素耐药性感染正在上升，细菌正在开发方法来规避现有药物，预计在2025年至2050年间将导致约3900万人死亡。迫切需要具有新作用方式的抗生素。在今天发表在《自然》杂志上的一项研究中，研究人员报告了在链霉菌中发现的一个“巨型基因簇”，该基因簇针对细菌中的一个关键代谢过程。链霉菌是最常研究的细菌属之一，生产许多抗生素化合物，包括用于生产链霉素的物质，链霉素是针对结核病的第一种有效抗生素。来自澳大利亚布里斯班昆士兰大学的抗生素研发专家马克·布拉斯科维奇表示：“他们在一个研究得如此广泛的系统中发现了新东西 - 就在显而易见的地方隐藏着。”该基因簇生成五种化合物——四种抗生素和一种蛋白质——它们针对生物素或维生素B7的生产不同阶段，生物素对细菌细胞的生长至关重要。布拉斯科维奇说：“由于进化已经优化了这种组合，我们可能能够利用它开发新型抗生素组合。”伦敦卫生与热带医学学院的微生物学家布伦丹·温伦解释说，对于攻击必需代谢途径多个部分的抗生素，细菌发展抗药性要困难得多。这项最新工作也可能导致发现涉及其它代谢过程的抗生素化合物的基因簇。几十年的探索 这项研究的共同作者、加拿大汉密尔顿麦克马斯特大学的生物化学家埃里克·布朗表示，他和他的团队已对生物素代谢作为抗生素的潜在靶点进行了几十年的研究，当他们发现这个超基因簇时。研究已知的以生物素为靶向的抗生素类——链霉素时，他们发现编码这些化合物的基因形成了参与生物素形成的一组更大DNA的一部分。此外，该DNA还编码了另外三种抗生素家族：酸霉素；α-Me-KAPA；以及一种新发现的化合物家族，称为达帕霉素。该基因区域还包含了已知针对生物素的蛋白质链霉素的基因。研究小组通过克隆一个包含该巨型基因簇的DNA片段——65,808个碱基对长——并将其插入到一个链霉菌实验株中来确认这些基因的作用。布朗说：“在一个地址上找到四个生物合成基因簇，同时制造四种针对同一路径的分子是前所未有的。”该团队在几种链霉菌物种中发现了类似的基因簇，表明它们在进化过程中得到了保守。