一项研究发现,“DNA清道夫”可以阻止一些抗生素耐药性的传播

【字体: 时间:2024年08月22日 来源:Nature Water

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  近一个世纪以来,科学家们一直在与耐抗生素微生物作战。密歇根州立大学的研究人员称,他们发现了一种预防这种疾病的新方法——在污水处理厂释放“DNA清除剂”。

  

近一个世纪以来,科学家们一直在与耐抗生素微生物作战。密歇根州立大学的研究人员称,他们发现了一种预防这种疾病的新方法——在污水处理厂释放“DNA清除剂”。

密歇根州立大学土木与环境工程教授Syed Hashsham和密歇根州立大学植物、土壤和微生物科学系以及微生物学和分子遗传学系的荣誉教授James Tiedje发现了一种酶,这种酶可以在细菌吸收废水并获得抗生素抗性之前分解废水中漂浮的耐抗生素DNA链。

Hashsham说,这可能是一种强大的、环保的工具,可以控制废水中抗生素耐药性的传播,并帮助保持抗生素的有效性。

8月19日,密歇根州立大学的两位研究人员与中国科学技术大学的教职员工一起在《Nature Water》杂志上发表了他们的研究结果。哈什汉姆想继续测试这种酶,并探索它作为废水消毒剂的用途。

Hashsham说:“对于任何新发现,都有更多的工作要做,以优化技术。但这确实是一项非常新颖的技术。”

自青霉素发明以来,抗生素耐药性一直困扰着现代医学,主要是由于滥用和过度处方。随着新的抗生素被引入市场,细菌不断进化并试图生存。Hashsham说,每一种新的抗生素在细菌适应之前只能持续大约5到8年,这使得感染难以治疗。这项技术可以帮助保持现有抗生素的有效性

虽然现在的医生在开抗生素处方时更加谨慎,但科学家们也在努力防止耐抗生素微生物的传播。耐抗生素微生物的一个热点是污水处理厂,因为受感染的人会在粪便中释放细菌。

在废水中还发现了携带抗生素抗性基因的移动遗传元素。当它们被致病细菌吸收时,它们就具有了这种基因的抗生素抗性。

研究人员有了使用限制性内切酶的想法。这些酶就像一把剪刀,把遗传物质剪成许多无用的碎片。它们在分子生物学中很有名,但还没有被用于抗生素耐药性。

研究人员培养了一种叫做希瓦氏菌的细菌来产生一种叫做核酸酶的酶,或者他们称之为“DNA清道夫”。对于废水处理厂来说,这种处理方法在经济上是可行的,而且不会与已经添加用于废水消毒的其他化学品产生负面相互作用。

他们将这种酶集中、有针对性地添加到废水中,作为DNA清理小组。在四个小时内,几乎所有四种类型的可移动基因元素都被破坏了。在六个小时内,它们就完全失去了活性。

“需要对更大规模的系统和更复杂的废水基质进行更多的研究,以优化这一发现,使其与现有的消毒实践兼容,并具有成本效益,”Hashsham说。

下一步是继续测试DNA清道夫对其他可移动基因元素的有效性。一些研究人员认为,这种酶可能会成为废水中氯或其他消毒剂的替代品。虽然Hashsham还没有准备好推荐,但他相信这项技术可以成为对抗抗生素耐药性的有用工具。

Engineered DNA scavenger for mitigating antibiotic resistance proliferation in wastewater treatment

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