初代青霉菌的基因组序列首次测序，偶然之后还有意外

文/陈根

我们或多或少都听过青霉素的故事，这也是医学重大发现中最偶然的时刻之一：

在病史中，1928年的一次简单事故导致了一项发现，该发现继续挽救数百万人的生命，引发了现代抗生素行业，并帮助改变了医学进程。

1928年8月，亚历山大·弗莱明爵士在离开伦敦帝国理工学院圣玛丽医院医学院的实验室之前，在一系列培养皿中开始了一些细菌金黄色葡萄球菌的培养。

当他9月份回来时，弗莱明发现一个盘子上的盖子是敞开的，蓝绿色的霉菌在琼脂营养凝胶中生长。在更仔细地检查后，弗莱明发现霉菌生长的地方，金黄色葡萄球菌没有。

弗莱明最终发现它产生了一种抗生素化合物，也就是后来挽救数百万人的生命，引发了现代抗生素行业，并帮助改变了医学进程的青霉素。

然而当时，还无法做到大规模量产。直到第二次世界大战，来自美国的青霉菌株被发现生长在甜瓜上并且能够产量，此后，青霉素的药物作用才被抬高。

尽管青霉素的发现具有历史意义，但事实上，这么多年来，并没有人对这种原始青霉的基因组进行测序。现在，来自伦敦帝国理工学院，CABI和牛津大学的研究人员使用五十多年前冷冻的样本对弗莱明原始青霉菌株的基因组进行了测序。相关研究报告已发表在《Scientific Reports》上。

该团队还使用新基因组将弗莱明的霉菌与来自美国的两种用于工业规模生产抗生素的青霉菌进行比较。结果显示，在英国和美国的菌株中，调控基因具有相同的遗传密码，但美国菌株具有更多的调控基因拷贝，帮助这些菌株产生更多的青霉素。

然而，编码产生青霉素的酶的基因在英国和美国分离的菌株之间不同。研究人员说，这表明英国和美国的野生青霉自然进化，产生略微不同版本的这些酶。而这可能暗示了工业生产的新途径。

此外，研究人员表示，该研究可能有助于激发对抗抗生素耐药性的新解决方案。青霉素的工业生产集中在产量上，而用于人为提高产量的步骤导致了基因数量的变化。但工业方法可能错过了优化青霉素设计的一些解决方案，而对于原始青霉素的测序将帮助从抗生素耐药性进化的自然反应中学习。