太空微生物有助研制出强力抗生素

佚名

    据美国《科学》网站24日报道，美科学家在25日出版的《美国科学院院刊》上发表的一项研究成果表明，一种能引起食物中毒的沙门氏菌，在太空飞船零重力的情况下度过12天后，其毒性明显加剧了。科学家认为，这项研究将有助于发明出效果更好的抗生素。

    2006年9月，美国亚利桑纳州立大学传染病中心的微生物学家谢丽尔.尼克森领导的研究小组，把装有鼠伤寒沙门氏菌的烧瓶搭载在亚特兰蒂斯号航天飞机上运行了12天，并同时在肯尼迪太空中心设置相同的培养环境进行对比实验。样本返回地球后，研究人员检测了这两批细菌的基因活动，并进行了详细的基因和蛋白质表达分析。结果发现，在太空“旅行”了近两周后，太空飞船里的细菌不仅能更快更多地杀死老鼠，“其致病几率几乎是地上细菌的3倍”，而且与陆地上的细菌相比，太空细菌有167个基因发生改变。
    尼克森表示，太空里的实验排除了重力影响，提供了与以往完全不同的培养环境。她说，该研究揭露了产生变化的原因，可能与影响细菌的物理作用力有关。重力减小造成低流体切应力环境（该环境在人体内也存在，比如胃和肠道）。病菌感染人体时，也需要这样的环境。当科学家在地球实验室中复制低流体切应力环境时，沙门氏菌样本的表现同其在亚特兰蒂斯号航天飞机上的反应很相似。了解了这一点，研究人员可以开拓药物设计的新思路。比如他们发现，一种叫做Hfq的蛋白质似乎能控制经过太空飞行的细菌基因里的很多新活动，依照这个原理生产出来的药物，或许可以预防沙门氏菌引起的疾病。目前还没有沙门氏菌疫苗，而且它对抗生素的抵抗性也越来越大。

    尼克森认为，了解潜在危险同样可以帮助保护宇航员。因为有研究表明，长时间太空飞行会抑制免疫系统的功能。虽然目前还没有宇航员感染沙门氏菌的事例，但弗莱德•海斯在1970年阿波罗13的任务中曾因尿路感染而发烧，其他由于宇航员生病或面临潜在感染危险而导致航天飞行推迟的例子也很多。

    在太空失重状态下，人类的生理会受到明显的影响，同样，最小的“太空游客”细菌在经历太空之旅后也会发生巨大变化。美国生物学家的研究显示，从太空归来的沙门氏菌的“功力大增”，杀伤力几乎是以前的三倍。

    杀伤力几乎是以前三倍

    据英国《每日电讯报》9月25日报道，去年9月，科学家托“亚特兰蒂斯”号航天飞机将一些实验中的沙门氏菌带入太空。升空后，宇航员通过手动摇柄将存放在密封容器中的细菌放入培育室中，将其激活。经过12天的绕地球飞行后，它们又随航天飞机返回地面。

    不过，这些“太空游”归来的细菌已不可同日而语。亚利桑那州立大学生物设计研究所的科学家将其与地面环境下培育的沙门氏菌进行毒性比较，结果发现前者对老鼠的杀伤力几乎是后者的三倍。

    作为一种最常见的肠道致病菌，沙门氏菌极易引起食物中毒，症状包括发烧、腹泻和胃痛，如果感染者免疫力低下会有致命危险，目前还没有针对这种细菌的疫苗。宇航员在太空的免疫力比在地球环境下有所下降，因此沙门氏菌被认为是对宇航员健康的一大潜在威胁。

    基因在太空改变了程式

    虽然这一实验结果令人感到非常担忧，但值得庆幸的是，研究者也发现了沙门氏菌的“力量之源”———Hfq基因调控蛋白。正是根据这种蛋白的“命令”，沙门氏菌的167个基因在太空改变了程式，令其毒性更猛。

    这份发表在《美国国家科学院》杂志上的报告指出，太空的微重力环境对Hfq蛋白细胞分子内部的流体产生了影响，令其对基因发出了不同指令。

    这一研究成果将有助于加深对传染病菌的认识并促进新型抗生素的开发。
    领导研究的亚利桑那州立大学尼克尔森教授表示：“我们还需进行更多的实验来验证这一结论，其它的细菌在太空环境下也可能有类似的反应。”

    据悉，该研究小组计划在明年升空的航天飞机上就同一课题进行细菌实验。