研究脱落抗生素抗生素的新光

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阿德里安史密斯 aasmith7@ncsu.edu 919.707.8095.

克林特Penick clintpenick@gmail.com 850.264.6595

马特·希普曼 matt_shipman@ncsu.edu 919.515.6386.

和人类一样，蚂蚁也要对付疾病。为了对付引起这些疾病的细菌，一些蚂蚁会产生自己的抗生素。一项新的比较研究发现，一些蚂蚁使用强大的抗菌剂，但发现40%的测试蚂蚁似乎没有产生抗生素。这项研究在寻找可用于人类的新抗生素方面具有应用价值。

“这些研究结果表明，蚂蚁可能是新抗生素的未来来源，以帮助抗击人类疾病，”亚利桑那州立大学助理研究教授，北卡罗来纳州立大学的前任博士教授研究员是该研究的主要作者。

“我们研究了一种蚂蚁，盗蚁(Solenopsis molesta),有任何物种的最强大的抗生素效果测试,直到现在,没有人甚至表示,他们使用抗菌素,”论文的合著者,艾德里安•史密斯说,生物科学的助理研究教授在北卡罗莱纳州和头部数控自然科学博物馆的进化生物学和行为研究实验室。

对于本研究，研究人员测试了与20个蚁群相关的抗微生物性质。它们通过使用溶剂来除去每个蚂蚁身体表面上的所有物质。然后将所得溶液引入细菌浆料中。然后将浆料中细菌的生长与对照组中的细菌的生长进行比较。注意：可以在此处找到有关该研究的视频：https://youtu.be/myNxDOC3uxM

如果含有蚂蚁溶液的浆料中的细菌比对照组更少，这意味着抗微生物剂在工作中。例如，含有小蚁蚁化合物的浆料根本没有细菌生长。

研究人员发现，20种蚂蚁中的12种在它们的外骨骼上有某种抗菌剂——包括一些物种，比如小偷蚂蚁，以前没有被证明有这种抗菌剂。但有8种蚂蚁似乎根本不使用抗生素。或者，至少，它们外骨骼上的任何抗菌剂对研究中使用的细菌都无效。

“发现一种携带强大抗菌剂的物种对那些有兴趣寻找新的抗菌剂来帮助人类的人来说是一个好消息，”史密斯说。“但是，如此多的蚂蚁物种似乎对微生物病原体只有很少或根本没有化学防御，这一点也很重要。”

这是因为传统智慧长期以来一直是大多数，如果不是全部，蚂蚁物种携带抗微生物剂。但这项工作表明传统智慧是错误的。

“我们认为每只蚁群都会产生至少某种类型的抗菌药物，”佩里克说。“相反，似乎很多物种都发现了防止感染不依赖于抗微生物化学品的方法。”

“并非所有蚂蚁都使用抗菌剂，这一事实突显了改进我们对那些实际上是蚂蚁的物种的搜索的重要性做史密斯说，持有生物医学研究的承诺。

“例如，小偷蚂蚁与红色进口火灾蚂蚁密切相关（火红蚁)，它以其毒液的抗菌特性而闻名。但在我们的研究中，我们发现盗蚁比火蚁更能有效地对抗细菌。也许同一属的其他物种因其抗菌能力值得研究。”

研究人员谨慎，这项研究是第一步，这项研究确实有局限性。例如，研究人员在其测试中仅使用了一种细菌剂，这意味着目前尚不清楚每种物种如何对抗其他细菌。

“接下来的步骤包括测试蚂蚁种类对抗其他细菌;确定产生抗生素效果的物质是什么，以及蚂蚁是产生抗生素效果还是从其他地方获得抗生素效果;并探索蚂蚁使用什么替代策略来抵御细菌病原体，”史密斯说。

纸”,蚂蚁社会的外部免疫：社会和殖民地规模不会预测对抗微生物的投资，“发表在期刊上英国皇家学会开放科学．合著者包括北卡罗来纳州立大学的研究生Omar Halawani;前北卡罗来纳州立大学本科生布里亚·皮尔森(Bria Pearson);斯蒂芬妮·马修斯(Stephanie Mathews)，前北卡罗莱纳州立大学博士后研究员，目前在坎贝尔大学(Campbell University)任教;以及玛格丽塔López-Uribe，她曾是北卡罗来纳州立大学的博士后研究员，目前在宾夕法尼亚州立大学任教。

这项工作是通过三角形进化医学中心的资金和国家科学基金会的资金完成，授予1523817，0953390和1319293。

希普曼-

编辑:研究摘要如下。

“蚂蚁社会的外部免疫：社会性和殖民地规模不会预测对抗微生物的投资”

作者：亚利桑那州立大学克林特A. Penick;奥马尔哈拉瓦尼，布里亚佩尔森和阿德里安A.史密斯，北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳自然科学博物馆;斯蒂芬妮马修斯，坎贝尔大学;宾夕法尼亚州立大学玛格丽塔·洛维斯 - 鲁贝;北卡罗来纳州立大学和哥本哈根大学的罗伯特R. Dunn

发表: 2月7日,英国皇家学会开放科学

DOI: 10.1098 / rsos.171332

文摘:社会昆虫生活在致密群体中，具有疾病传播的概率，因此面临强大的压力，以发展防止病原体。因此，已经假设社会昆虫以投入抗微生物分泌物作为外部免疫机制，以防止疾病传播。然而，与抗微生物的投资增加相比，将社会性演变的实证研究相对较少。在这里，我们量化了20个蚁群种类的抗微生物分泌物的强度，涵盖了广泛的蚂蚁多样性和殖民地尺寸。我们从蚂蚁工作者中提取了外部化合物，以测试它们是否抑制细菌的生长葡萄球菌epidermidis．因为所有蚂蚁物种都是高度社会，我们预测所有物种都会表现出一些抗微生物活性，并且形成最大的菌落的物种将表现出最强的抗微生物反应。我们的比较方法揭示了强烈的表面抗微生物剂是特定蚂蚁的患者，但40％的物种根本没有抗菌活性。我们还发现抗菌活性和殖民地大小之间没有相关性。而不是依赖抗菌分泌物作为对控制病原体传播的外部免疫力，而许多蚂蚁物种可能开发出抗疾病压力的替代策略。