根据牛津大学、斯特灵大学和伍兹霍尔海洋生物实验室 (MBL) 团队的最新研究，某些小型淡水动物利用从细菌中“偷来的”抗生素配方来保护自己免受感染。

　　这些微小的生物被称为蛭形轮虫，意思是“爬行的轮虫”。它们和其他动物一样有头、嘴、肠、肌肉和神经，但它们的体型比头发丝还小。

　　研究发现，当这些轮虫受到真菌感染时，它们会启动从细菌和其他微生物中获得的数百种基因。其中一些基因会在轮虫中产生抗药性武器，例如抗生素和其他抗菌剂。该团队在《自然通讯》上报告了他们的研究结果。

　　“当我们翻译 DNA 代码以查看被盗基因的作用时，我们大吃一惊，”牛津大学的主要研究作者克里斯·威尔逊说。 “主要基因是化学物质的指令，我们认为动物无法制造它们——它们看起来像抗生素的配方。”

　　先前的研究发现，轮虫已经从周围环境中获取 DNA 数百万年，但这项新研究首次发现它们利用这些基因对抗疾病。目前还不知道其他动物会如此大规模地从微生物中“窃取”基因。

　　“这些复杂的基因——其中一些在其他动物身上都找不到——是从细菌中获得的，但在轮虫中经历了进化，”研究合著者、海洋生物实验室约瑟芬湾保罗中心高级科学家兼主任大卫·马克·韦尔奇说。“这提出了轮虫生产新型抗菌剂的可能性，这些抗菌剂对动物(包括人类)的毒性可能比我们从细菌和真菌中开发的抗菌剂要小。”

　　自卫配方

　　抗生素是现代医疗保健必不可少的，但大多数抗生素并非由科学家发明。相反，它们是由野生真菌和细菌自然产生的，人类可以制造人工版本作为药物。

　　这项新研究表明，轮虫可能正在做类似的事情。

　　“这些奇怪的小动物复制了告诉微生物如何制造抗生素的 DNA，”威尔逊解释说。“我们观察它们使用其中一种基因对抗真菌引起的疾病，而感染后幸存下来的动物产生的化学配方比死亡的动物多 10 倍，这表明它有助于抑制疾病。”

　　科学家认为，轮虫可以为寻找治疗由细菌或真菌引起的人类感染的药物提供重要线索。

　　抗生素的有效性正在降低，因为致病微生物已经进化出耐药性，不再对治疗有反应。世界卫生组织最近敲响了警钟，在 6 月份的一份报告中警告称，迫切需要开发新的抗生素来应对耐药性的威胁。

　　“轮虫使用的配方看起来与微生物中已知的基因不同，”斯特灵大学的研究作者 Reuben Nowell 说。“它们同样长而复杂，但部分 DNA 代码已经改变。我们认为配方已被进化过程改变，从而在轮虫中产生新的和不同的化学物质。这很令人兴奋，因为它可能为未来的药物提供思路。”

　　轮虫从细菌中获得的基因编码了一类不寻常的酶，这些酶将氨基酸组装成称为非核糖体肽的小分子。

　　“这项研究的下一阶段应该涉及鉴定蛭形轮虫产生的多种非核糖体合成肽，并建立诱导这些化合物合成的条件，”海洋生物实验室高级科学家、这项研究的共同作者伊琳娜·阿尔希波娃 (Irina Arkhipova) 说。

　　开发新药的一个问题是，许多由细菌和真菌产生的抗生素化学物质对动物有毒或会引起副作用。只有少数可以转化为清除人体有害微生物的治疗方法。

　　如果轮虫已经在自己的细胞中制造类似的化学物质，它们可能会引领人们开发出更安全的药物，用于其他动物，包括人类。

　　为什么轮虫会获得这么多外来基因?

　　一个大问题是，为什么轮虫是唯一以如此高的速度从微生物那里借用这些有用基因的动物。

　　“我们认为这可能与这些轮虫的另一个奇怪事实有关，”牛津大学的研究共同作者蒂姆·巴拉克拉夫 (Tim Barraclough) 说。 “与其他动物不同，我们从未见过雄性轮虫。轮虫母亲产卵，这些卵孵化成自己的基因副本，无需性交或受精。”

　　根据一种理论，像这样自我复制的动物会变得非常相似，以至于它们开始变得不健康。

　　“如果一只患了病，其余的也会患上，”Barraclough 解释道。由于蛭形轮虫没有性交，这使得亲本基因能够以有益的方式重组，因此轮虫母亲的基因组会直接转移到她的后代身上，而不会引入任何新的变异。

　　“如果轮虫找不到改变基因的方法，它们可能会灭绝。这可能有助于解释为什么这些轮虫从其他地方借用了这么多基因，尤其是任何能帮助它们应对感染的基因，”Barraclough 说。

　　Nowell 认为，从轮虫及其被盗的 DNA 中可以学到更多东西。

　　“轮虫使用了数百种在其他动物中没有见过的基因。抗生素配方令人兴奋，一些其他基因甚至看起来像是从植物中提取的。这些发现是关于基因如何以及为何在不同生命类型之间移动的一个不断发展的故事的一部分，”他说。