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最近發(fā)表于《應(yīng)用與環(huán)境微生物學》（Applied and Environmental Microbiology）上的一項新研究發(fā)現(xiàn)，死亡的細菌仍然能夠?qū)⒆约旱哪退幮曰騻鹘o其他細菌。來自美國密歇根州立大學的生物學家認為，這可能對農(nóng)業(yè)中的抗生素耐藥性管理產(chǎn)生重大影響。

世界衛(wèi)生組織稱抗生素耐藥性是糧食安全的最大威脅之一，可以逃避抗生素治療的感染性細菌是牲畜、食品行業(yè)和公眾的巨大擔憂。

“在醫(yī)學之外，抗生素耐藥性并沒有得到應(yīng)有的關(guān)注，”密歇根州立大學的自然科學學院和生態(tài)學、進化與行為項目副教授薩拉·埃文斯（Sarah Evans）說?！拔覀冋J為這些過程需要在該領(lǐng)域進行更多研究。”

因此，埃文斯和她的團隊更仔細地研究了其中一個過程：死亡的細菌的DNA是如何將抗生素耐藥性引入土壤中的活細菌的。為了更好地理解這個過程，該團隊也在尋找?guī)椭柚辜毦倪@種行為的方法。

“對活細菌的研究已經(jīng)涉及很多領(lǐng)域，”希瑟·基特雷奇（Heather Kittredge）說，他是埃文斯實驗室的博士生，領(lǐng)導(dǎo)了這項研究?！耙苍S我們也應(yīng)該考慮那些死亡的細菌，它們有超越死亡的生物活動?！?/p>

這個想法聽起來可能像是出自僵尸電影。然而，它是進化過程中一個已確認且普遍存在的部分，盡管不太為人所知。這是所謂的水平基因轉(zhuǎn)移的一個例子，在這種轉(zhuǎn)移中，基因更多地被傳遞。

當細菌死亡時，它們會破裂并留下DNA，這讓活細菌能夠收集這些基因并使其發(fā)揮作用。例如，如果一個死亡的細菌碰巧有導(dǎo)致抗生素耐藥性的基因，那么一個活的微生物可以將這些基因捕獲并獲得它們的能力。

微生物學家們廣泛研究了皮氏培養(yǎng)皿中的遺傳學和細菌，以了解這確實是抗生素耐藥性傳播的一種方式。但人們對這一過程在自然界，尤其是在土壤中的表現(xiàn)知之甚少，在土壤中，對抗生素有耐藥性的病原體可能會發(fā)展并最終對人類健康造成嚴重破壞。

“土壤仍然是一個黑盒子，”基特雷奇說，他現(xiàn)在是康涅狄格大學的博士后研究員。“我們想知道這種情況在野外是如何發(fā)生的，是什么因素造成的，以及我們能做些什么。”

為了了解這一切，研究人員從W.K.凱洛格生物站周圍的地點收集土壤樣本，埃文斯也是該站的研究人員。他們對土壤進行了消毒，并添加了土壤細菌Pseudomonas stutzeri的活細胞，以及已經(jīng)具備抗生素耐藥性的stutzeri菌株的DNA。然后，研究人員可以觀察活細胞在不同條件下結(jié)合DNA的頻率。

他們發(fā)現(xiàn)，即使在低濃度下，活細菌也能整合DNA，在整個15天的實驗過程中，提取DNA的活細胞持續(xù)存在。但已知DNA在土壤中的存活時間比這還要長，這在自然界中給了其他細菌足夠的時間去提取這些DNA。

“總的來說，這項研究表明，死亡細菌……是導(dǎo)致抗生素耐藥性的一條被忽視的途徑，”該團隊在其論文中寫道。研究人員還指出，當活細胞離死細胞更近時，它們更有可能整合死細胞的DNA，這并不奇怪，活細胞需要接觸DNA才能收集它。

然而，令人驚訝的是土壤濕度的作用。盡管活細胞在一系列真實的濕度水平下收集DNA，但它們在稍微干燥的條件下效率最高。但細菌在潮濕土壤中的流動性更強，這可能會增加它們收集耐藥性DNA的可能性。

“它們在更高的濕度下也會以更高的速度生長，”基特雷奇說。“因此，當它們生長得最多時，并不等于它們的基因轉(zhuǎn)移率最高?！?/p>

那么，為什么流動性更強、產(chǎn)量更高的細菌不能更好地拾取基因呢？這是該團隊想要調(diào)查的事情，部分原因是了解這一點可能會帶來減緩基因轉(zhuǎn)移的機會。然而，與此同時，這項研究已經(jīng)為阻止農(nóng)場抗生素抗性基因的水平轉(zhuǎn)移提供了思路。

例如，牲畜糞便被用作種植糧食作物的農(nóng)田肥料。為了幫助對抗抗生素耐藥性，糞便最好經(jīng)過熱處理以殺死存在的任何有害細菌?！暗羌毦劳龅臏囟群虳NA被破壞的溫度是不同”的，”基特雷奇說?！疤岣邷囟忍幚硪越到釪NA可能會有很大的幫助?！?/p>

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