在《细胞》杂志上发表的一项研究中，新加坡国立大学(NUS)和伦敦帝国理工学院的科学家发现了一种细菌传递基因的新方式，使它们的进化速度比以前理解的要快得多。

由新加坡国立大学杨潞龄医学院(NUSMedicine)微生物学和免疫学系以及传染病转化研究项目的助理教授JohnChen领导，这些见解可以帮助科学家更好地了解致病菌如何进化并变得越来越致命。并对抗生素产生耐药性。

共享遗传物质的能力是微生物进化的主要驱动力，因为它可以瞬间将良性细菌转变为致命的病原体。噬菌体是细菌的病毒，可以充当管道，通过称为遗传转导的过程将基因从一种细菌转移到另一种细菌。

目前，已知三种转导机制：广义转导、特化转导和横向转导。2018年，同一组研究人员还发现了横向转导，它的效率至少比第二个最强大的机制——广义转导——高一千倍。

这种新过程被称为横向共转导，这种细菌进化新频率和速度背后的设计者是金黄色葡萄球菌致病性岛(SaPI)，它们是利用和寄生噬菌体的自私DNA元件，通常被发现整合到S的染色体中。.金黄色葡萄球菌分离株。

金黄色葡萄球菌是一种可引起人类和动物葡萄球菌感染的细菌。虽然它主要表现为皮肤感染，但如果它扩散到血液并感染器官、骨骼或关节，可能会危及生命。

伦敦帝国学院细菌耐药生物学中心主任、传染病系教授JoséR.Penadés表示：“这一突破揭示了细菌进化的新途径。鉴于抗生素耐药性激增令人担忧超级细菌，理解驱动细菌进化的机制变得越来越重要。”

这种新发现的过程，即横向共转导，在效率方面可与横向转导相媲美，但在多功能性和复杂性方面超过后者。虽然已知横向转导仅在细菌基因组内的休眠噬菌体重新激活并在裂解周期中开始繁殖时发生，但横向共转导可以在重新激活过程和新细菌细胞感染期间发生。

此外，与牺牲基因来传输细菌宿主DNA的噬菌体不同，SaPI可以通过横向共转导将自身与细菌DNA完全完整地转移。这种非凡的能力使它们能够永远重复这个过程，从而使它们在传播细菌基因方面更加有效和高效。

陈助理教授说：“通过这项研究，我们已经证明细菌的进化速度比我们理解的要快得多。虽然基因转导一直是噬菌体的专属领域，但讽刺的是，我们的研究表明，噬菌体的寄生虫地球上最多产的寄生虫(噬菌体)可能是目前已知的最强大和最有效的转导剂。”

新加坡国立大学医学院副院长ChngWeeJoo教授表示：“这一突破性的发现将影响我们理解细菌如何通过基因转移进化的方式，以及它们对细菌感染和疾病的潜在影响。这项研究对于提供安全治疗也至关重要。临床环境中的决策，我们非常荣幸能够在这本享有盛誉的期刊上发表我们的工作。”

超级细菌的兴起需要新的方法来治疗抗生素耐药菌株。近年来受到关注的一种方法是噬菌体疗法，它涉及使用噬菌体来消除感染和疾病中的有害细菌。然而，一些治疗性噬菌体不只是对抗细菌，它们可能在不知情的情况下成为SaPI或其他能够横向共转导的相关元件的帮凶。

佩纳德斯教授表示，“这一过程也可能发生在其他各种细菌物种中。这一突破性的发现标志着我们对细菌进化的理解发生了范式转变，并将极大地影响我们对抗抗生素耐药性的方式。”

“它们[噬菌体]可以在短期内用来消灭细菌，但从长远来看最终会将有害基因传播到其他细胞，这可能是灾难性的。通过这种新的方式来理解致病生物体的进化机制，在用于治疗之前对治疗性噬菌体进行仔细审查非常重要，”陈说。

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