科技前沿
全球微生物组研究揭示86万多种新型抗菌肽,对抗抗生素耐药性新希望
2024-06-12 10:02  点击:17
 在最新研究中,昆士兰科技大学、宾夕法尼亚大学、复旦大学、欧洲分子生物学实验室和爱尔兰APC微生物组研究所的研究团队,借助机器学习技术,成功识别出863498种具有潜力的抗菌肽。这些抗菌肽是具备杀死或抑制传染性微生物生长能力的小分子,它们的发现为全球日益严重的抗菌药耐药性(AMR)问题带来了新的希望。该研究成果已于2024年6月5日在Cell期刊上在线发表,标题为“Discovery of antimicrobial peptides in the global microbiome with machine learning”。
 
昆士兰科技大学微生物组研究中心的Luis Pedro Coelho副教授表示:“我们急需新的抗生素发现途径。抗菌药耐药性已成为公共卫生领域的重大威胁,每年导致大量人员死亡。”据预测,如果不加以干预,到2050年,AMR每年可能导致高达1000万人死亡。他强调:“通过人工智能挖掘全球微生物组的潜力,我们有望推动创新研究,取得更好的公共卫生效果。”
 
为了验证机器学习的预测结果,研究团队在实验室中测试了100种针对临床上重要病原体的肽。结果显示,其中79种肽能够破坏细菌膜,63种肽则特异性地针对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等抗生素耐药细菌。Coelho进一步指出:“令人振奋的是,部分肽在消除小鼠感染方面表现出色,其中两种肽甚至能将细菌数量减少达四个数量级。”
 
在一种临床前模型中,这些新型肽在治疗受感染小鼠时展现出了与多粘菌素B相似的效果。多粘菌素B是一种市售抗生素,常用于治疗脑膜炎、肺炎、败血症和尿路感染等疾病。
 
为了得出这些结果,研究团队分析了来自全球各地的6万多份宏基因组数据,涵盖了100多万种生物的基因构成。这些宏基因组数据来自海洋、土壤环境以及人类和动物的肠道。基于这些分析,研究团队创建了一个名为AMPSphere的综合数据库,该数据库包含了这些新型抗菌肽的信息,并已作为新抗生素发现的公开、开放资源发布。
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