根據牛津大學、斯特林大學和伍茲霍爾海洋生物實驗室(MBL)的一個研究小組的最新研究，一群小型淡水動物利用從細菌中“偷來的”抗生素配方來保護自己免受感染。

這種微小的生物被稱為蛭形輪蟲，意思是“爬行的輪狀動物”。它們像其他動物一樣有頭、嘴、腸道、肌肉和神經，盡管它們比一根頭發還小。

研究發現，當這些輪蟲暴露于真菌感染時，它們會啟動從細菌和其他微生物那里獲得的數百個基因。其中一些基因在輪蟲體內產生抗性武器，如抗生素和其他抗菌劑。研究小組在本周的《自然通訊》雜志上報告了他們的發現。

該研究的主要作者、牛津大學的克里斯·威爾遜說:“當我們翻譯DNA密碼以了解被盜基因的作用時，我們大吃一驚�！薄爸饕�基因是我們認為動物無法制造的化學物質的指令——它們看起來像抗生素的配方�！�

先前的研究發現，輪蟲從周圍環境中獲取DNA已有數百萬年的歷史，但這項新研究首次發現它們利用這些基因來對抗疾病。目前還沒有其他動物能如此大規模地“竊取”微生物的基因。

“這些復雜的基因——其中一些在任何其他動物身上都沒有發現——是從細菌中獲得的，但在輪蟲身上經歷了進化，”研究報告的合著者大衛·馬克·韋爾奇說，他是海洋生物實驗室約瑟芬·貝·保羅中心的高級科學家和主任�！斑@增加了輪蟲產生新型抗菌劑的可能性，這些抗菌劑對包括人類在內的動物的毒性可能比我們從細菌和真菌中開發的抗菌劑小�！�

自衛的方法

抗生素對現代醫療保健至關重要，但大多數抗生素并不是科學家發明的。相反，它們是由真菌和細菌在野外自然產生的，人類可以制造人工版本作為藥物使用。

這項新的研究表明輪蟲可能也在做類似的事情。

“這些奇怪的小動物復制了告訴微生物如何制造抗生素的DNA，”威爾遜解釋說�！拔覀冇^察到它們使用其中一種基因對抗一種由真菌引起的疾病，在感染中幸存下來的動物產生的化學配方是死亡動物的10倍，這表明它有助于抑制這種疾病�！�

科學家們認為輪蟲可以為尋找治療由細菌或真菌引起的人類感染的藥物提供重要線索。

抗生素正變得越來越無效，因為致病微生物已經進化成具有耐藥性，不再對治療有反應。世界衛生組織(World Health Organization)最近敲響了警鐘，在6月份的一份報告中警告說，“迫切需要”開發新的抗生素來應對耐藥性的威脅。

“輪蟲使用的配方看起來與已知的微生物基因不同，”斯特林大學的研究作者魯本·諾埃爾說�！八鼈兒鸵郧耙粯娱L，一樣復雜，但部分DNA代碼發生了變化。我們認為，進化過程改變了配方，使輪蟲體內產生了新的、不同的化學物質。這是令人興奮的，因為它可能為未來的藥物提供思路�！�

輪蟲從細菌中獲得的基因編碼了一種不尋常的酶，這種酶將氨基酸組裝成小分子，稱為非核糖體肽。

“這項研究的下一階段應該包括鑒定由蛭形輪蟲產生的多種非核糖體合成肽，并建立可以誘導這些化合物合成的條件，”該研究的合著者、海洋生物實驗室的高級科學家Irina Arkhipova說。

開發新藥的一個問題是，許多由細菌和真菌產生的抗生素化學物質對動物有毒或有副作用。只有一小部分可以轉化為清除人體有害微生物的治療方法。

如果輪蟲已經在自己的細胞中產生類似的化學物質，那么它們可能會導致更安全的藥物用于其他動物，包括人類。

為什么輪蟲會獲得如此多的外源基因?

一個很大的問題是，為什么輪蟲是唯一一種如此高頻率地從微生物那里借用這些有用基因的動物。

“我們認為這可能與這些輪蟲的另一個奇怪的事實有關，”來自牛津大學的研究合著者蒂姆·巴拉克拉夫說�！芭c其他動物不同，我們從未見過雄性輪蟲。輪蟲母親產卵孵化成自己的基因副本，不需要性或受精�！�

根據一種理論，像這樣復制自己的動物會變得如此相似，以至于開始變得不健康。Barraclough解釋說:“如果一個人生病了，其他人也會得病�！币驗轵涡屋喯x沒有性行為，這使得親代基因以有益的方式重組，輪蟲母親的基因組直接轉移給她的后代，而不引入任何新的變異。

“如果輪蟲找不到改變基因的方法，它們可能會滅絕。這可能有助于解釋為什么這些輪蟲從其他地方借來這么多基因，尤其是那些幫助它們應對感染的基因�！盉arraclough說。

諾埃爾認為，從輪蟲和它們被盜的DNA中還有很多東西需要學習�！拜喯x使用了數百種在其他動物中沒有發現的基因�？股�素配方令人興奮，其他一些基因甚至看起來像是取自植物。他說:“這些發現是關于基因如何以及為什么在不同種類的生命之間移動的故事的一部分�！�