400万年前细菌战斗力爆表 能杀死现代"超级病毒"

2018-09-04 08:06 网易科学人

  出品|网易科学人栏目组 卡麦拉

  加拿大“铁幕洞(Iron Curtain Cave)”,因其富含大量铁矿储量而闻名,科学家最新研究显示,“铁幕洞”还有一个更大的秘密,其内部的神秘远古细菌能够杀死超级细菌。

  该洞穴系统位于加拿不列颠哥伦比亚省Chilliwack地区附近,这里有大量远古细菌,由于环境偏远封闭,远古细菌一直未受到外界干扰。

  研究人员正在测试“铁幕洞”中100种细菌,现已发现两种多重抗病毒菌株,可用于制造一种能够杀死超级细菌的新型抗生素。在这100种细菌中,12.3%的细菌是未知的,甚至可能是科学家未知的细菌物种。

  2016年,美国印第安纳大学生物学家估计称,当前所有微生物物种中有99.9999%有待于进一步发现,据统计,地球上大约有1万亿种不同的微生物种。

  研究人员或者专业洞穴探险者使用钳子或者棉签从洞穴中采集样本,之后将其送到实验室,放在装有琼脂的密闭装置中,保持在12摄氏度温度条件下,模拟洞穴环境帮助维持微生物生存。

  研究人员面临的最大一个问题是如何保持细菌在实验室里存活和生长。研究负责人、汤普森河大学微生物学家那瓦拉特·彻普萨姆(Naowarat Cheeptham)告诉《连线》杂志记者说:“这是我们获得的一个偶然发现,我们并不知道每种细菌喜欢在哪种媒质上生长。我必须猜测它们喜欢什么样的生物、物理和化学条件,之后在实验室里试着模拟它们。它们从来都不是100%精确的,我们经常会错过很多发现。然而我们的研究小组取得了显著的成功。”

  该研究小组在2016年的报告中指出,两种链霉菌对大肠杆菌和假单胞菌多重耐药性菌株呈现广泛的抗菌活性,同时对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的耐药菌株也呈现一定的抗菌性。

  彻普萨姆指出,我们在土壤中发现了微生物,原始有机体从未以任何方式接触过地表生物,当我们将它们与耐药细菌接触时,我们获得了意想不到的结果。

  “铁幕洞”位于加拿不列颠哥伦比亚省Chilliwack地区,这处地下隐匿处的土壤有助于微生物学家彻普萨姆探索杀死超级细菌的治疗方案。2017年,一支研究小组发现该洞穴300米深处存在着“超级细菌”,它们对70%的现代抗生素都具有抗药性。

  但是这种细菌已经从人类、社会和抗生素药物中分离了400多万年时间,这些远古细菌能够使现代医学一些可用最有效药物完全失去药效。同时,这些细菌的内部防御机制已存在数百万年时间,多年以来,它们研究开发“化学武器”,用于长期争夺营养物质。

  这项发现否定了细菌只有在直接接触抗生素时才会产生耐药性的理论,美国俄亥俄州阿克伦大学微生物学家黑兹尔·巴顿(Hazel Barton)博士帮助找到了这种细菌,研究小组称,这项发现改变了我们的理解认知。

  巴顿博士称,它们将是现代超级细菌的克星,因为它们的抗菌能力是“与生俱来的”。研究小组在新墨西哥州Lechuguilla洞穴中发现这种超级抗性细菌,该洞穴是地球上最不适宜的环境之一,也是美国大陆最深的石灰岩洞穴,深度达到1632英尺。

  该深度洞穴无法获得照射阳光,令人难以置信的恶劣条件意味着食物匮乏,导致细菌菌群之间爆发残酷的战争,它们试图窃取对方的宝贵生存资源。通过菌群之间残酷的地下化学战争,多数细菌进化形成抗菌能力作为“终极武器”。巴顿博士说:“在我们使用的所有抗生素中大约99.9%都是使用微生物、细菌和真菌制造的。它们能够对其它细菌种群发动化学攻击,因此它们生活的环境中必须要有一个很好的防守体系。”

  然而,一些抗生素是人造的,巴顿博士说:“铁幕洞的细菌从未接触抗菌药物,因此它们仍对抗菌药物十分敏感。这些远古细菌叫做类芽孢杆菌(Paenibacillus),并非病原菌,因此不会伤害人类。”

  科学家希望这种细菌将帮助他们研制杀菌的最新方法,巴顿博士说:“人们会说,哦,不!这是一种超级细菌!但我倾向于称它们为‘英雄细菌’,因为它们可以杀死一些顽强病毒。”

责编:李文瑶
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