德国生物信息学家找到了开发有效治疗肠出血性大肠杆菌药物的着手点，并在很短时间里就建立起了包括所有已知大肠杆菌基因相互作用的数据库和分析平台-EhecRegNet。通过综合模拟，可以迅速发现肠出血性大肠杆菌的
遗传开关，并用于医学。这样就会帮助生物医学科学家和药物学家开发新的药物。
只是少数几个基因就使得肠出血性大肠杆菌对人类造成了极大的危害，如果不是这几个基因，我们很难把这种细菌与肠道无害菌区分开来。德国萨尔布吕肯大学生物信息学家通过探索这些细菌的相似处，找到了开发有效治疗肠出血性大肠杆菌药物的着手点。科学家们在很短时间里就建立起了包括所有已知大肠杆菌基因相互作用的数据库和分析平台-EhecRegNet。通过综合模拟，可以迅速发现肠出血性大肠杆菌的遗传开关，并用于医学。这样就会帮助生物医学科学家和药物学家开发新的药物。
每个人的体内大约携带了1~2千克的细菌。最常见的肠道细菌是大肠杆菌，它也是世界上研究最多的一种
微生物。“这种细菌的遗传组成我们了解的最详细，大约有3500种交互作用基因，在这种细菌中40%的调解过程仍保留着。”研究人员简•鲍姆巴赫说。研究人员很快认识到，当前猖獗的肠出血性大肠杆菌与正常肠道菌之间有着密切的关系。“我们假定对人类生命构成威胁的肠出血性大肠杆菌基因不足10种。有些基因经过漫长的进化过程后很早以前有已经出现，而其它基因是通过细菌间质粒交换得到改良。质粒交换是细菌用来交换遗传物质的一种原始行为。这种行为通常会造成细菌对抗生素耐受。”研究人员解释说。
研究人员在数据库中记录了有关无害肠道菌基因组和交互作用的所有信息，其中也列出了肠出血性大肠杆菌的遗传数据。通过计算机，研究人员利用EhecRegNet系统比较了肠出血性大肠杆菌的遗传数据和无害肠道菌的数据，从中寻找肠出血性大肠杆菌的遗传开关。其目的是利用这些开关使造成某些患者肾衰竭的基因失去作用。“基因可以开启和关闭，很像电灯。但你首先要找到正确的开关。这时你会说，我们可以向灯泡仍块石头让它熄灭。我们仍还不知道肠出血性大肠杆菌的开关在哪，但我们知道有进化关联的无害菌的开关在哪。这就是我们的出发点。”鲍姆巴赫说。通过计算机模拟，科学家们就可以迅速定位危险基因的开关。
我们可以把我们所认识的大约80%~90%正常肠道菌的交互作用通过计算机模拟运用到肠出血性大肠杆菌上面来。在过去的二十年，生物学家和医学科学家对无害菌的认识做了汇总。“我们不能在肠出血性大肠杆菌上花费很多时间，但可以利用已有的对无害菌的认识用在这种细菌上。这样会节省时间和费用，甚至避免危险的实验室工作。”鲍姆巴赫说。在计算机上对比数据会很快。科学家希望通过这种方法找出哪个开关在控制它们的基因组，以便降低肠出血性大肠杆菌的毒性。
但科学家们仍然警告说别高兴得太早：“一种药物被批准投向市场需要几年时间。但通过实验找到有效靶点不会需要太长时间。”因此，科学家允许免费进入他们的EhecRegNet网络平台，以便笼络世界上寻找治疗肠出血性大肠杆菌药物的生物医学和药物学的科学家。“我们预想会有与抗生素不同的新一代药物将会杀死细菌整个群体。我们想用细菌的遗传通路开启和关闭一些特定基因。”鲍姆巴赫说。
这种方法会让细菌变得无害或对免疫系统的防御机制变得敏感。“将来我们或许能利用细菌自身的遗传程序抗击它们。”鲍姆巴赫建议说。感染性不强的细菌通常会随着腹泻排出肠道。肠出血性大肠杆菌由于对肠壁的强烈黏附性而是这一机制失去了作用。
作者：
2011-7-6