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基因检测:首次发现表观遗传变化也可导致真菌产生抗药性

2021-08-30 03:15:01
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  人们之前认为只有真菌DNA发生的突变才会导致对抗真菌药物产生抗药性。目前的诊断技术依赖于对真菌DNA进行测序来寻找这样的突变。

  在一项新的研究中,来自英国爱丁堡大学的研究人员发现真菌可以在不改变它们的DNA---它们的遗传密码---的情形下产生抗药性。相关研究结果发表在2020年9月17日的Nature期刊上,论文标题为“Epigenetic gene silencing by heterochromatin primes fungal resistance”。

  这项新的研究发现,真菌可以在没有基因变化的情况下出现抗药性。相反,真菌表现出表观遗传变化---不影响它们的DNA的变化,这表明真菌抗药性的许多原因可能在以前被忽略了。

  每年真菌疾病影响全球数十亿人,据估计造成160万人死亡。抗药性真菌感染是一个日益严重的问题,特别是在免疫系统较弱的患者中,如HIV感染者。目前有效的抗真菌药物很少。

  过度使用农业杀真菌剂也导致土壤传播的真菌的抗药性增加。真菌疾病每年导致世界上多达三分之一的粮食作物损失。

  在这项新的研究中,这些研究人员通过使用模拟抗真菌药物活性的咖啡因处理一种称为裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)的酵母菌,观察到这种酵母菌出现抗药性。他们发现由此产生的抗药性酵母菌在影响它们的DNA组装方式的特殊化学标签上发生了改变。一些基因被包装在称为异染色质的结构中,它使得基因沉默或失活,换言之,这种表观遗传变化导致这种酵母菌产生抗药性。

  这一发现可能为通过改进现有的表观遗传药物或开发干扰真菌异染色质的新药物来治疗耐药性真菌感染铺平道路。

  改进的杀菌剂处理粮食作物可以限制农业损失,也可以减少环境中持续加剧人类感染的抗药性真菌菌株的数量。

  论文通讯作者、爱丁堡大学生物科学学院细胞生物学研究所惠康细胞生物学中心的Robin Allshire教授说,“这些发现可能对理解植物、动物和人类真菌病原体如何对非常有限的有效抗真菌药物治疗产生抗药性产生影响,我们的团队对此感到兴奋。”

  论文第一作者、爱丁堡大学生物科学学院细胞生物学研究所惠康细胞生物学中心的Sito Torres-Garcia说,“我们的研究首次表明,真菌细胞可以通过改变它们的DNA的包装方式,而不是改变它们的DNA序列来产生抗药性。”

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