在自然界中寻找新的、潜在有效的治疗分子是一项重要的探索，它是由平行的健康危机所激发的：抗菌素耐药性和全球癌症负担不断增加。
现在，一组科学家发现一种罕见的土壤微生物会产生一些奇特但熟悉的分子“构件”，具有类似药物的活性。 这可能对药物设计和发现项目来说是一个福音。
“我们基于基因组学的方法使我们能够识别出一种不寻常的肽，用于未来的药物设计工作，”说约书亚·布洛吉特（Joshua Blodgett）是圣路易斯华盛顿大学的微生物学家，也是这项新研究的资深作者。
他们探索的重点是一群细长的土壤细菌，称为放线菌，我们幸运的是多产的生产者的药用化合物。
“曾经被认为很大程度上缺乏新药的[基因组测序]技术揭示了隐藏在放线菌基因组中的大量尚未发现的类药物分子，”该团队写在他们的论文中，由夏威夷大学的药理学家 Chunshun Lia 领导。
在放线菌中，科学家们发现了当今诊所和医院使用的 50% 以上抗生素的组成部分，包括第一种抗结核活性药物，以及许多抗癌药物和免疫抑制剂。
抗菌素耐药性对全球健康的威胁加剧了人们对探索放线菌作为生物活性分子丰富来源的兴趣，耐药性感染产生的速度比新药生产的速度还要快。 “超级细菌”感染现已成为第三大死因根据今年早些时候的一项发人深省的分析，在全球范围内。
因此，在寻找新候选药物的过程中，布洛杰特、利亚和同事将注意力和基因组测序工具转向了一种特别罕见的放线菌，这种放线菌在中国的土壤中发现，被称为黄疣晶状体。
与其他放线菌相比，在自然界中更难找到，并且在实验室中更难生长，黄疣乳杆菌对其更常见的药物生产亲属的研究还远远不够。 研究人员的发现非常奇怪。
“它具有不寻常的生物学特性，编码不寻常的酶学，驱动意想不到的化学物质的产生，所有这些都隐藏在一个很大程度上被忽视的细菌群体中，”说布洛杰特黄疣乳杆菌
该团队早期尝试扫描稀有放线菌的基因组表明黄疣乳杆菌可能会产生一些称为哌嗪分子的圆形小分子，众所周知，哌嗪分子可作为合成药物的有用支架。
研究人员使用一系列技术发现黄疣乳杆菌实际上产生两种类型的哌嗪分子。 但这些新发现的化合物是不同的，它们是由一组称为超簇的基因产生的。
“从高水平来看，基因组的一个区域似乎能够产生两种不同的分子，”布洛杰特说。
“通常，我们认为基因簇是一组基因，就像制造单个药物分子的蓝图。但看起来在这个单一簇内预测的化学物质几乎太多了。”
一旦研究人员解析了这两种奇特化合物的分子结构，他们也很快意识到其中一种与之前描述的任何化合物都非常不同。 它由两个连接在一起的六边形分子组成，形成一个不平衡的、不对称的二重奏，当针对某些类型的人类癌细胞系进行测试时，该二重奏具有潜在的药物样活性。
“大自然正在将两种不同的事物焊接在一起，”解释布洛杰特。 “而且，事实证明，针对几种不同的癌细胞系，当你将 A 和 B 结合在一起时，它会变得更有效。”
当然，我们不能忘记，在实验室培养的细胞系上测试药物与在临床试验中显示治疗效果的治疗方法相去甚远。 此外，潜在的候选药物从实验室经过测试再进入临床需要数十年的时间，而且许多药物在此过程中都失败了。
“需要更多的工作、重点和资金来开发新方法，以产生有效的抗菌疗法，以可持续地对抗抗菌素耐药性，” 独立抗菌药物专家 Ursula Theuretzbacher 及其同事写了2019年。
尽管如此，希望通过更多像这样的分析来确定哪些细菌菌株最有希望以及哪些化合物最有可能成功，研究人员已经走上了正确的道路，不能再浪费时间了。
该研究发表于美国国家科学院院刊 （在撰写本文时链接尚未上线）。
