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鴨嘴獸奶水:我們對抗生素耐藥性未來的最大希望

在18世紀晚期,英國動物學家喬治·肖被要求檢查一種新發現的生物的標本,這是一艘剛從澳大利亞駛出的船。他是最早看到我們稱之為鴨嘴獸的「海狸」的科學家之一,他理所當然地認為自己是一個惡作劇的對象。

下蛋的鴨嘴獸~(網路圖)

1799年,他在研究了這個高貴的生物後寫道:「這自然會讓人用人造的方法來做一些欺騙性的準備。」

這並不像鴨嘴獸怪異的外表僅僅是一種不尋常的生理和生活歷史的幌子。這種產蛋的哺乳動物用沙礫咀嚼食物,因為它沒有牙齒——事實上,它甚至沒有胃,而是直接連接到腸道的食道。雄性的後腿上有有毒的骨刺,在水中它們不會使用尾巴來引導或推動,但那裡可以儲存脂肪,而且它們的靈敏度很高,能探測到其他生物體的電磁場輻射,允許它們用耳朵、眼睛和鼻子游泳。

但是聽著,它變得更加的奇怪了。儘管鴨嘴獸哺育它們的幼仔,但它們沒有乳頭,所以奶水只是從它們的乳腺中滲出,嬰兒把奶水從母親的皮毛上舔下來。如果你認為這可能有點不衛生,特別是對於一個整天在農場池塘里游泳的動物,你是對的。但別擔心——鴨嘴獸進化出了一個解決細菌問題的方法。2014年的一項研究發現,儘管所有哺乳動物的奶水都具有抗菌性能,但鴨嘴獸的乳汁似乎具有非常特殊的抗菌能力。

鴨嘴獸一家~~~(網路圖)

2018年3月14日,一項新的研究發表在《結構生物學通訊》的報道,鴨嘴獸奶的特殊「打破bug」性質的生化原因是可預見的怪異:它包含一個獨特的和未知的蛋白質結構,可能是在對抗細菌對抗生素產生耐藥性的關鍵。

是什麼讓單孔目動物哺乳期蛋白(MLP)的形狀如此奇怪:它的褶皺形成緊密的環狀(猶如捲髮一樣),這就是為什麼它被命名為「Shirley Temple(曾著名的兒童電影明星)」蛋白質,因為它是童星的標誌性捲髮。研究小組成功地在實驗室中重建了MLP,凈化了它,使其結晶,並利用x射線來確定其在原子層面的三維結構——這是迄今為止發現的10萬個蛋白質中從未見過的結構。

(澳大利亞)聯邦科學與工業研究組織注意研究人員珍妮特·紐曼說:「對我來說,最讓我興奮的是看到以前從未見過的蛋白質形狀,這就像一個花商,看到了一朵全新的花。」

那麼,這種新奇的抗菌蛋白如何被用來對抗超級細菌呢?根據紐曼的說法,研究小組計劃開始研究這種蛋白質的外捲曲形式與殺菌能力之間的關係。

紐曼說:「理論上有很多方法,我們可以通過在實驗室中對蛋白質進行定點突變來調整結構。」「這將使我們能夠看到每次活動是如何變化的,直到我們建立起對這種機制的理解機制。」或者我們可以用這種蛋白質的某種形式來分離它在細菌上的結合性夥伴,這可能是細菌外部的一些結構。

根據世界衛生組織(WHO)的數據,耐抗生素的細菌感染正在成為全世界公共衛生的嚴重威脅。在集約化動物養殖中大量使用抗生素,以及在人類醫院過度使用抗生素,導致這些重型微生物的增多和蔓延。像沙門氏菌、肺炎、肺結核和淋病這樣的疾病——曾經很容易用抗生素治療——現在對治療它們的藥物的反應越來越少了。2014年,世衛組織提醒稱,我們可能正在接近一種「後抗生素時代」,其中抗生素將不再有效對抗感染。這將使從分娩到器官移植的一切變得非常困難。

鴨嘴獸:人類,我可以幫你們哦~

但是我們可能會從鴨嘴獸奶那裡得到幫助。它是(可以預測的)如此瘋狂,它可能會起作用。

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