結(jié)果表明，在細(xì)菌菌落中快速生長(zhǎng)的個(gè)體表現(xiàn)出明顯更高的活性核糖體表達(dá)——細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的顆粒。這有助于細(xì)菌避免一類重要的稱為大環(huán)內(nèi)酯類抗生素的積累，從而抵抗。這些發(fā)現(xiàn)可用于指導(dǎo)開(kāi)發(fā)針對(duì)這種生存策略的改進(jìn)抗生素化合物。

細(xì)菌感染可引起食物中毒、肺炎、敗血癥等嚴(yán)重疾病。雖然它們可以用抗生素，但近年來(lái)這些藥物的過(guò)度使用意味著細(xì)菌對(duì)它們的抵抗力越來(lái)越強(qiáng)，對(duì)全球健康構(gòu)成了重大威脅。
為了使抗生素有效對(duì)抗感染，它需要以足夠的濃度達(dá)到其細(xì)胞靶點(diǎn)以抑制細(xì)菌生長(zhǎng)。

“抗生素耐藥性繼續(xù)威脅著當(dāng)前的可行性。我們需要了解菌落中的單個(gè)細(xì)菌如何阻止抗生素進(jìn)入它們的細(xì)胞，以便我們可以通過(guò)新療法針對(duì)這種機(jī)制，”英國(guó)埃克塞特大學(xué) PDRA 的Urszula ?apińska說(shuō)。“大多數(shù)關(guān)于細(xì)菌藥物滲透性的現(xiàn)有數(shù)據(jù)都是通過(guò)測(cè)量獲得的，這些測(cè)量要么從大量細(xì)菌中獲取平均結(jié)果，要么來(lái)自少數(shù)細(xì)菌。這意味著人們對(duì)細(xì)菌菌落中許多單細(xì)胞中單個(gè)藥物積累的變異性知之甚少?！?/span>

為了解決這一差距，?apińska 和團(tuán)隊(duì)首先假設(shè)細(xì)菌對(duì)藥物反應(yīng)的變化可能是由單個(gè)細(xì)胞之間不同的藥物轉(zhuǎn)運(yùn)速率驅(qū)動(dòng)的。為了測(cè)試這一點(diǎn)，該團(tuán)隊(duì)使用了一種多分析方法，結(jié)合了微流體顯微鏡、對(duì)健康構(gòu)成威脅的細(xì)菌——即大腸桿菌、銅綠假單胞菌、新洋蔥伯克霍爾德菌和金黃色葡萄球菌，以及來(lái)自大學(xué)的 Mark Blaskovich 博士的抗生素?zé)晒馓结樌ナ刻m州。這種方法使團(tuán)隊(duì)能夠在藥物給藥期間實(shí)時(shí)檢查普通抗生素與許多活的單個(gè)細(xì)菌之間的相互作用。通過(guò)將這種方法與由?？巳卮髮W(xué)的Krasimira Tsaneva-Atanasova 教授說(shuō)，該團(tuán)隊(duì)獲得的數(shù)據(jù)可以用來(lái)快速有效地識(shí)別對(duì)抗生素有抗藥性的單個(gè)細(xì)菌。

他們的分析表明，菌落中快速生長(zhǎng)的個(gè)體避免了大環(huán)內(nèi)酯類物質(zhì)在其細(xì)胞內(nèi)的積累——這一發(fā)現(xiàn)與目前認(rèn)為細(xì)胞生長(zhǎng)緩慢是抗生素在沒(méi)有遺傳變異的情況下存活的主要因素形成了鮮明對(duì)比。與個(gè)體生長(zhǎng)緩慢的對(duì)應(yīng)物相比，藥物前核糖體數(shù)量顯著增加，從而避免了這種情況。核糖體使基本的細(xì)胞過(guò)程成為可能，包括外排——一個(gè)將有毒物質(zhì)（如化合物）泵出細(xì)胞的系統(tǒng)。

利用這一新知識(shí)，研究人員隨后表明，對(duì)細(xì)菌細(xì)胞的外膜進(jìn)行化學(xué)操作可以根除那些表現(xiàn)出低大環(huán)內(nèi)酯積累的快速生長(zhǎng)變體，從而有助于我們對(duì)抗抗生素耐藥性。

英國(guó)?？巳卮髮W(xué)微流體講師Stefano Pagliara 博士總結(jié)道：“這項(xiàng)工作揭示了一些細(xì)菌菌落成員中迄今為止未被認(rèn)識(shí)的生存策略?！?nbsp;“這些見(jiàn)解將直接使致力于開(kāi)發(fā)更有效抗生素療法的微生物學(xué)家和臨床醫(yī)生受益。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，我們希望在臨床環(huán)境中使用我們的新方法將有助于為改進(jìn)藥物的設(shè)計(jì)提供信息，并幫助我們對(duì)抗抗生素耐藥性?！?/span>

該研究題為“快速細(xì)菌生長(zhǎng)減少抗生素積累和功效”，并發(fā)表在eLife 上。