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我叫帕特里克 缇约 古欧
我是巴斯德研究所的教授
也是一名微生物学系的
细菌学家
今天 我们将讨论
抗性基因的起源
在人和兽医学中
使用抗生素后
迅速分离出对
抗生素有抗性的病原体
然而
在人体中广泛使用
抗生素之前
收集的细菌
的分析表明
致病细菌获得
抗性基因是最近才发生的
此外 现在有许多研究
表明
抗生素抗性基因
在医学中对抗生素
普及之前就存在了
那么问题就是
抗生素抗性基因起源于哪里
许多细菌病原体
由于获得遗传信息
而抵抗抗生素
所述遗传信息能作用于
抗生素修改
抗生素靶标的修改/取代
或抗生素的外排增加
重要的是
抗生素生产者
已经描述了
所有三种抗性机制
其中避免了自身抑制
因此认为
抗生素生产者
是存在于致病细菌中
的抗性基因的来源
氨基糖苷类的生产者
合成磷酸化的
无活性细胞质前体
该反应由称为
磷酸转移酶
氨基糖苷磷光体转移酶的酶催化
有趣的是
来自抗性致病细菌
和抗生素生产者的
相同的酶
磷转移酶显示出
类似的酶活性并且在结构上相关
我们还知道
如果你将生产者的
抗性基因引入非生产者
它就将表现得像一个抗性基因
在这个图中
有五种磷转移酶的
序列比较
三种来自致病菌
两种来自生产者
这里的黑条
表示五种序列中
相同或相似的氨基酸
所以，你可以看到
所有五个序列都清楚地相关
并且很可能
有一个共同的祖先
因此 这支持了一个假设
即抗生素抗性基因
可以从抗生素生产者
传播到非抗生素生产者
对于通过甲基化
其23S核糖体RNA
而抵抗该抗生素的红霉素
已经反应了相同的情况
相同的酶促反应
已经在
抗红霉素的致病细菌中
有所描述
另一个例子涉及
抑制细胞壁合成的糖肽
该抗性涉及
操纵子的表达
该操纵子引导
被修改的肽聚糖的合成
而对糖肽没有吸引性
三种蛋白质
对于这种修改是至关重要的
这些蛋白质
也由万古霉素生产者
链霉菌所表达
这里比较了
致病性细菌粪肠球菌
和万古霉素
生产者中的
万古霉素抗性操纵子
你们可以看到三种基因
VanH VanA 和VanX
在两个基因组中
以相同的顺序存在
并且这些蛋白质
具有高水平的序列同一性
同样
在致病细菌粪肠球菌中
起作用的
抗性基因
与万古霉素生产者之间存在关联
链霉菌β内酰胺
由真菌滋生
这些微生物
对这些抗生素具有天然抗性
因为它们缺乏
作为这些抗生素靶标的
肽聚糖
因此在这种情况下
真菌不表达抗性基因
但是可以使β-内酰胺失活
致病菌通过表达
一种叫做β-内酰胺酶的酶
来抵抗β-内酰胺类
这种酶可以
水解 并且
灭活抗生素
但有人提出 β-内酰胺酶
是由
细菌转肽酶引起的
细菌转肽酶
是一种参与肽聚糖合成的酶
其活性
被β-内酰胺酶阻断
在这个假设中
一种必需的代谢基因
要进化而产生一种抗性基因
问题是
这怎么可能呢
这是一种必需的代谢酶
在基因复制后
你就有两个基因副本
它们将合成
相同的酶
经过一段时间的演变
一份副本
将保持原本的活动
就能够再次得到
具有相同酶活性的代谢酶
而第二个拷贝
将在突变后进化
以产生一种基因
在这里我们称之为抗生素抗性酶
这可以解释
一个必需基因如何进化
以产生
抗生素抗性基因
这显然是
适用于众多抗生素
抗性基因的
一般进化过程
抗病基因
如何被病原菌获得呢
抗生素生产者
在土壤中很常见
它们对周围的细菌物种
施加选择性压力
这种选择性压力
已经选择将抗性基因
转移或选择到非生产者中
这有助于
构建抗性基因库
主要是非致病性细菌
要记住 在1940年代，
抗生素才被用于医学
事实上
这已经为
这些抗性基因
向病原菌的转移
创造了选择压力
这就是
我们现在面临的情况
其中抗性基因
在致病细菌中转移
这显然是
在人类医学中
使用抗生素之前的
长期演变过程
而这里
是在人类医学中
使用抗生素后
发生的短期进化过程
谢谢收看
-W1-0 Introduction of week 1
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-W1.1 - Mode of action current section
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--Q1
-W1.2 - Origin and biosynthesis
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--Q2
-W1.3 - Impact on human health
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--Q3
-W1.4 - Antibiotherapy
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--Q4
-W1.5 - Veterinary usage
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--Q5
-Weekly test 1
-W2-0 Introduction of week 2
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-W2.1 - Resistance mechanisms
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--W2.1 - Questions
-W2.2 - Antibacterial resistance in the community and the hospital
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--W2.2 - Questions
-W2.3 - Epidemiology of bacterial resistance in Europe
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-W2.3 - Questions
-W2.4 - Bacterial resistance in low and middle income countries
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-W2.4 - Questions
-Weekly test 2
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-W3.1 - Phenotypic approaches
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-W3.1 - Questions
-W3.2 - Genotypic approaches
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-W3.2 - Questions
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-W3.4 - Questions
-Weekly test 3
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-W4.1 - Natural versus acquired Resistance current section
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--Q4.1
-W4.2 - Origin of resistance genes current section
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--Q4.2
-W4.3 - Role of the environment
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--Q4.3
-W4.4 - Transferability of resistance genes
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--Q4.4
-W4.5 - Evolution of bacterial populations
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--Q4.5
-Weekly test 4
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-W5.1 - Antibiotics stewardship
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--Q5.1
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--Q5.2
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--Q5.3
-W5.4 - Social consequences of bacterial resistance current section
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--Q5.4
-Weekly test 5
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-W6.1 - Revisiting "old" molecules current section
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--Q6.1
-W6.2 - New targets : from leads to candidate
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--Q6.2
-Q6.3
-W6.4 - Phagotherapy
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-Q6.4
-W6.5 - CRISPR tools to study and fight antibiotic resistance
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--Q6.5
-Weekly test 6
