本文來自微信公眾號陳述根本，作者/陳根。
近日，洛克菲勒大學的研究人員使用算法“慧眼識珠”對細菌基因簇進行分類，并挑選出最有希望產(chǎn)生抗菌效果的候選化合物——cilagicin。
自抗生素在臨床上廣泛應(yīng)用以來，人類和動物感染細菌性疾病的發(fā)病率和死亡率就大大降低。然而，抗生素的大量使用，也導(dǎo)致了細菌通過獲得基因或染色體突變產(chǎn)生細菌耐藥性。科學家們預(yù)測，如果不盡快研發(fā)新藥，預(yù)計到2050年，每年將有一千萬人因耐藥菌感染而喪生。
但在過去幾十年，新誕生的抗生素寥寥無幾，且結(jié)構(gòu)上與過去已有抗生素大同小異。這是因為要明確某種感染是否對抗生素有抗藥性，需要將細菌分離出來在實驗室中培養(yǎng)，觀察細菌群的生長情況，這一過程時間消耗大且成本高昂。更重要的是，細菌相關(guān)機制復(fù)雜，成千上萬個未定性的基因簇難以進行分類。
為了解決這一難題，洛克菲勒大學的研究人員使用算法“慧眼識珠”來對這些基因簇進行分類，并挑選出最有希望產(chǎn)生抗菌效果的候選化合物——cilagicin。實驗中，cilagicin能夠有效殺死細菌，包括對現(xiàn)有抗生素存在耐藥性的幾個菌株。
根據(jù)抗生素干擾代謝過程的不同，抗生素常分為細胞壁合成抑制物、蛋白質(zhì)合合成抑制物等，前者可通過抑制細胞壁的合成可達到殺菌效應(yīng)，如青霉素類、頭孢類等β-內(nèi)酰胺類抗生素，但對沒有細胞壁的支原體等微生物沒有作用。
眾所周知，現(xiàn)有的抗生素會結(jié)合一個分子或另一個分子，但耐藥菌仍然可以使用第二個分子來維持細胞壁。而cilagicin攻擊細菌時，結(jié)合了兩種分子C55-P和C55-PP，以達到完美的滅殺效果。
值得一提的是，該化合物不會誤傷其他細胞，甚至能夠殺死研究人員專門設(shè)計來抵抗該藥物的細菌。在治療活體小鼠的細菌感染中，其也能達到令人滿意的效果。可以說，cilagicin是在該算法方法輔助下，發(fā)現(xiàn)的第一個極具價值的候選藥物。
總的來說，該研究開發(fā)了一個高效抗生素候選物推薦算法，為阻止耐藥性的發(fā)生和傳播提供了新策略。未來，研究人員計劃優(yōu)化該化合物，并在動物身上進行更多其他細菌測試。
