在持續對抗日益增長的抗生素耐藥性的戰鬥中，一項新的發現可能有助於阻止我們現有的抗菌劑庫被報廢，並被一種尚未實現的新的抗感染療法所取代。
透過靶向細菌用於交換遺傳物質的酶，北卡羅來納大學教堂山分校的研究人員阻止了微生物傳播，包括對抗生素的耐藥性等有利突變的能力。
“事實證明，細菌非常善於社交，”北卡羅來納大學化學、生物化學和生物物理學副教授馬修·雷丁博說，“它們在彼此之間傳遞基因，以保持彼此的完整。” 他補充說，這種轉移可能發生在相同或不同物種的細菌之間。
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但是，正如雷丁博及其同事在本週的《美國國家科學院院刊》上報道的那樣，如果這種基因轉移的機制被阻止，那麼細菌培養物中具有抗生素耐藥性的成員的選擇性死亡會在某種程度上被觸發。
雷丁博說：“我們設計整件事是為了阻止[基因的]轉移。” “最大的驚喜是，阻止轉移也殺死了耐藥細菌。” 他指出，他的小組不確切知道抗生素耐藥細菌是如何被殺死的，但是干擾細胞操縱其DNA的方式通常會導致細胞死亡。
北卡羅來納大學團隊破壞的DNA過程稱為接合，當兩個細菌相互靠近並在彼此的外膜上打孔時發生，從而允許一個微生物將單鏈DNA射入另一個微生物中。他們指出，這種機制是透過一種名為DNA鬆弛酶的酶實現的，該酶充當守門員，既啟動又結束細菌之間遺傳物質的移動。
雷丁博實驗室的研究生斯科特·盧揚做出了一個關鍵發現：DNA鬆弛酶分子具有兩個“催化武器”，使其能夠執行分解DNA鏈的職責。（大多數其他酶只有一個；DNA鬆弛酶需要兩個才能接觸供體細菌細胞中的DNA鏈。）這一發現提醒該團隊，為了使化學物質破壞DNA鬆弛酶，它需要阻止酶上的兩個催化位點。
他們選擇了雙膦酸鹽，這種藥物已經獲得美國食品和藥物管理局（FDA）的批准，用於對抗骨質疏鬆症，這是一種骨骼變薄的疾病。兩種藥物，氯膦酸鹽和依替膦酸鹽（又名Didronel），阻止了DNA鬆弛酶，結果阻止了接合。然而，這種破壞的一個意想不到的結果是，當其DNA鬆弛酶被遮蔽時，試圖傳遞其基因的耐藥性大腸桿菌實際上死亡了。
雷丁博說，他的小組正在研究患有胃腸道、皮膚和肌肉組織感染的小鼠，以檢視破壞DNA鬆弛酶的新機制在哺乳動物體內是否有效。但他補充說，“如果臨床醫生遇到耐藥細菌，他們可以立即使用這些批准的藥物。”