首次發現表觀遺傳變化也可導致真菌產生抗藥性

2020-09-23 wo小楓樹

人們之前認為只有真菌DNA發生的突變才會導致對抗真菌藥物產生抗藥性。目前的診斷技術依賴於對真菌DNA進行測序來尋找這樣的突變。

在一項新的研究中，來自英國愛丁堡大學的研究人員發現真菌可以在不改變它們的DNA---它們的遺傳密碼---的情形下產生抗藥性。相關研究結果發表在2020年9月17日的Nature期刊上，論文標題為「Epigenetic gene silencing by heterochromatin primes fungal resistance」。

這項新的研究發現，真菌可以在沒有基因變化的情況下出現抗藥性。相反，真菌表現出表觀遺傳變化---不影響它們的DNA的變化，這表明真菌抗藥性的許多原因可能在以前被忽略了。

每年真菌疾病影響全球數十億人，據估計造成160萬人死亡。抗藥性真菌感染是一個日益嚴重的問題，特別是在免疫系統較弱的患者中，如HIV感染者。目前有效的抗真菌藥物很少。

過度使用農業殺真菌劑也導致土壤傳播的真菌的抗藥性增加。真菌疾病每年導致世界上多達三分之一的糧食作物損失。

在這項新的研究中，這些研究人員通過使用模擬抗真菌藥物活性的咖啡因處理一種稱為裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）的酵母菌，觀察到這種酵母菌出現抗藥性。他們發現由此產生的抗藥性酵母菌在影響它們的DNA組裝方式的特殊化學標籤上發生了改變。一些基因被包裝在稱為異染色質的結構中，它使得基因沉默或失活，換言之，這種表觀遺傳變化導致這種酵母菌產生抗藥性。

這一發現可能為通過改進現有的表觀遺傳藥物或開發幹擾真菌異染色質的新藥物來治療耐藥性真菌感染鋪平道路。

改進的殺菌劑處理糧食作物可以限制農業損失，也可以減少環境中持續加劇人類感染的抗藥性真菌菌株的數量。

論文通訊作者、愛丁堡大學生物科學學院細胞生物學研究所惠康細胞生物學中心的Robin Allshire教授說，「這些發現可能對理解植物、動物和人類真菌病原體如何對非常有限的有效抗真菌藥物治療產生抗藥性產生影響，我們的團隊對此感到興奮。」

論文第一作者、愛丁堡大學生物科學學院細胞生物學研究所惠康細胞生物學中心的Sito Torres-Garcia說，「我們的研究首次表明，真菌細胞可以通過改變它們的DNA的包裝方式，而不是改變它們的DNA序列來產生抗藥性。」

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