鳄鱼血和青蛙皮被认为是新一代抗生素来源,机

机器学习帮助全面认识抗生素杀菌原理

鳄鱼血和青蛙皮被认为是新一代抗生素来源

新华社北京5月11日电 一个国际研究团队利用机器学习算法发现,在抗生素杀灭细菌的过程中,核苷酸代谢起着重要作用。这有助于人们更全面地理解抗生素作用原理,在此基础上开发更好的杀菌方法。美国麻省理工学院等机构研究人员在新一期美国《细胞》杂志上报告说,他们使用氨苄西林、环丙沙星和庆大霉素3种抗生素,以及约200种与代谢有关的物质,将它们搭配组合,观察不同组合对大肠杆菌的杀灭效果。他们用机器学习算法分析了与杀菌效果相关的代谢过程。结果发现,在抗生素压力下,细菌用于合成脱氧核糖核酸的嘌呤核苷酸供应不足,不得不加紧生产,这会消耗大量能量,迅速积累有毒的代谢废物,使细菌的生存状态进一步恶化,加快死亡进程。此前研究显示,抗生素杀菌的重要途径包括干扰细菌的关键生理过程,如DNA复制或细胞壁构建等。本次研究揭示了核苷酸代谢的作用,让人们更全面地了解抗生素的杀菌原理。用机器学习处理生物学实验数据的做法并不罕见,不过大多数模型是“黑箱”式的,知道什么实验条件对应什么结果,但不知道其中原理。这项新研究采取了“白箱”模式,将实验条件、代谢状态与杀菌效果结合起来,探明药物发挥作用的具体机制。研究人员表示,用辅助药物强化代谢干扰,可望成为杀灭细菌、应对细菌耐药性的新手段。“白箱”模式还可用于分析不同药物对癌症、糖尿病或神经退行性疾病等的作用。他们正用类似方法寻找肺结核病菌躲过抗生素袭击、发展出耐药性的原因。

据美国《探索》杂志报道,抗生素耐药性威胁不能小看:世界卫生组织预测一些疾病的治疗可能在未来10里会遭遇没有效果的可怕后果,其中包括疟疾、肺结核和肺炎。事实上,美国70%的医疗细菌感染每年导致9万美国人死亡。据美国疾病控制与预防中心表示,这些医疗过程中感染的细菌至少耐一种消炎药。为了避免人类面临这样的抗生素耐药性危机,科学家正在努力开发更加有潜能的新一代抗生素,他们正在从一些最奇特的资源中提取新型抗生素,从鳄鱼静脉血到胆固醇药物。

图片 1

被认为具有致命危险的鳄鱼如今将扮演拯救者角色。美国一项最新研究表明,鳄鱼血液蛋白质中可能带有能够对抗“超级病菌”的抗生物质。事实上,短吻鳄对抗感染的本领比我们人类强很多,从而使它们具有快速愈合伤口的适应能力。研究人员发现鳄鱼在相互撕咬中经常伤痕累累。东一个西一个的伤口,要是换在人类身上,不知道要截肢多少次了。但是,这些凶残的家伙从不会因为这些外伤而感染。于是,美国的研究者就从鳄鱼血液中分离出一种胎蛋白,进一步研究发现此胎蛋白能破坏细菌的细胞膜和细菌的氨基酸链。他们还发现针尖大的鳄鱼蛋白就可以杀死大部分种类的病毒,其中包括恐怖的抗药性金黄色葡萄球菌和爱滋病病毒。

图片 2

去年意大利科学家从青蛙皮中分离出一种短蛋白,叫杀菌缩氨酸或两栖动物类缩氨酸,经测试发现这种免疫成分能杀灭耐多种药物的细菌,其中包括恐怖的抗药性金黄色葡萄球菌。而且,这种缩氨酸不仅能直接杀灭细菌,还能快速提高人体免疫系统的能力,达到尽快消炎的目的。

这种缩氨酸如此容易脆裂,它们能在血液中快速断裂,20分钟就能消灭血液中的细菌。研究人员发现它可以杀灭5种细菌,其中包括医疗中感染最普遍的3种致命细菌——金黄色葡萄球菌、嗜麦芽窄食单胞菌和鲍氏不动杆菌。这些致命细菌正越来越多地成为医院重症特别护理中心的感染之源。

图片 3

美国西北大学的研究人员最近开发了一种杀菌缩氨酸,叫拟肽,对细菌具有更大的杀伤力。这些合成分子模仿螺旋状杀菌缩氨酸的结构和功能以及杀菌机理,但比自然界的缩氨酸更有威力,且在体内的杀菌时间更长,而生产成本却低得多。当科学家将它们加入到6种已知的导致食物中毒、肺炎、医疗感染、耳朵和心脏感染的细菌中,结果发现拟肽全部将它们消灭了。

图片 4

如果细菌能进化具有耐药性,那么为何不让它们成为杀菌的微生物呢?这种能够消灭细菌的微生物就叫噬菌体。噬菌体除了能消炎之外,还能留存在体内充当“好”细菌。目前所谓的噬菌体疗法已经在东欧广为使用,而美国正在进行临床测试。由于噬菌体和其细菌目标共同进化了数十亿年,它们能够有利地解决细菌的耐药性问题。

噬菌体是一种能“吃”细菌的细菌病毒,凡有细菌的地方,都有它们的行踪。噬菌体往往都有各自固定的“食谱”。像专爱“吃”乳酸杆菌的噬菌体和专“吃”水稻白叶枯细菌的噬菌体等等。根据这一特性,科学家可以从细菌的分布中大致判断出噬菌体的分布情况。噬菌体的脾气并不都一样。烈性噬菌体侵入细菌后,马上进行营养繁殖,直到使细菌细胞裂解方才善罢甘休。而温和性噬菌体进入细菌细胞内先“潜伏”下来,不但不损伤寄主细胞,反而和寄主的基因组同步复制,等待时机。如果受到外界因素的刺激,比如受到辐射,那么,潜伏的噬菌体会毫不犹豫地“冲”出寄主细胞,从而导致细菌死亡。

图片 5

抗药性金黄色葡萄球菌产生的一种抗氧化剂能帮助破坏抗感染过程中产生的有毒自由基。科学家发现这种抗氧化剂是在类似于人类生产胆固醇的过程中产生的。因此,研究人员想知道这种低胆固醇化合物是否能充当一种新型的抗生素。于是研究人员进行了实验老鼠的动物测试,发现服用此胆固醇药的老鼠感染的抗药性金黄色葡萄球菌比没有服用此药的老鼠少98%。

美国科学家从鳄鱼血中提取出“超级抗生素”

本文由六合现场开奖结果发布于新闻资讯,转载请注明出处:鳄鱼血和青蛙皮被认为是新一代抗生素来源,机

TAG标签: 2019年六合
Ctrl+D 将本页面保存为书签,全面了解最新资讯,方便快捷。