最新的研究表明，接触抗生素白孢杆菌素的传染性细菌通过基因扩增的方式，迅速提升其耐药性，最高可达1000倍。Freie Universität柏林的Mareike Saathoff及其团队在开放获取期刊《PLOS生物学》上公布了这一重要发现。
细菌对抗生素的耐药性问题愈发严重，每年导致全球数百万人的死亡。深入了解细菌如何产生耐药性是开发更有效抗生素及其使用策略的关键所在。
近年来，白孢杆菌素作为一种前景广阔的抗生素，通过破坏细菌的DNA复制来消灭多种细菌。研究人员正在积极开发新的基于白孢杆菌素的药物；然而，尽管其前景良好，部分细菌已对白孢杆菌素产生了耐药性。
为了深入探讨白孢杆菌素的耐药机制，Saathoff及其同事们进行了多项实验，运用了包括RNA测序、蛋白质分析、X射线晶体学和分子建模等多种技术。
他们发现，与人类感染相关的两种细菌——鼠伤寒沙门氏菌和大肠杆菌——在逐渐增加的白孢杆菌素浓度下表现出耐药性。他们的分析确定了细菌细胞中STM3175 (YgiV)基因拷贝数量增加的抗药性来源，该基因在每代新细胞繁殖时都会扩增。STM3175编码一种与白孢杆菌素相互作用的蛋白质，从而使细菌免受其侵害。
进一步的实验表明，类似的白孢杆菌素耐药机制在致病细菌和无害细菌中普遍存在，包括可感染伤口的创伤弧菌和可引起肺炎及其他感染的铜绿假单胞菌。这些发现可能为正在进行的基于白孢杆菌素的抗生素策略开发提供重要线索。
作者补充道：“我们的研究揭示了革兰氏阴性细菌中转录调节因子的基因复制和扩增机制，这一机制介导了对肽抗生素白孢杆菌素的抗性。”
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