最近发表于《应用与环境微生物学》（Applied and Environmental Microbiology）上的一项新研究发现，死亡的细菌仍然能够将自己的耐药性基因传给其他细菌。来自美国密歇根州立大学的生物学家认为，这可能对农业中的抗生素耐药性管理产生重大影响。

世界卫生组织称抗生素耐药性是粮食安全的最大威胁之一，可以逃避抗生素治疗的感染性细菌是牲畜、食品行业和公众的巨大担忧。

“在医学之外，抗生素耐药性并没有得到应有的关注，”密歇根州立大学的自然科学学院和生态学、进化与行为项目副教授萨拉·埃文斯（Sarah Evans）说。“我们认为这些过程需要在该领域进行更多研究。”

因此，埃文斯和她的团队更仔细地研究了其中一个过程：死亡的细菌的DNA是如何将抗生素耐药性引入土壤中的活细菌的。为了更好地理解这个过程，该团队也在寻找帮助阻止细菌的这种行为的方法。

“对活细菌的研究已经涉及很多领域，”希瑟·基特雷奇（Heather Kittredge）说，他是埃文斯实验室的博士生，领导了这项研究。“也许我们也应该考虑那些死亡的细菌，它们有超越死亡的生物活动。”

这个想法听起来可能像是出自僵尸电影。然而，它是进化过程中一个已确认且普遍存在的部分，尽管不太为人所知。这是所谓的水平基因转移的一个例子，在这种转移中，基因更多地被传递。

当细菌死亡时，它们会破裂并留下DNA，这让活细菌能够收集这些基因并使其发挥作用。例如，如果一个死亡的细菌碰巧有导致抗生素耐药性的基因，那么一个活的微生物可以将这些基因捕获并获得它们的能力。

微生物学家们广泛研究了皮氏培养皿中的遗传学和细菌，以了解这确实是抗生素耐药性传播的一种方式。但人们对这一过程在自然界，尤其是在土壤中的表现知之甚少，在土壤中，对抗生素有耐药性的病原体可能会发展并最终对人类健康造成严重破坏。

“土壤仍然是一个黑盒子，”基特雷奇说，他现在是康涅狄格大学的博士后研究员。“我们想知道这种情况在野外是如何发生的，是什么因素造成的，以及我们能做些什么。”

为了了解这一切，研究人员从W.K.凯洛格生物站周围的地点收集土壤样本，埃文斯也是该站的研究人员。他们对土壤进行了消毒，并添加了土壤细菌Pseudomonas stutzeri的活细胞，以及已经具备抗生素耐药性的stutzeri菌株的DNA。然后，研究人员可以观察活细胞在不同条件下结合DNA的频率。

他们发现，即使在低浓度下，活细菌也能整合DNA，在整个15天的实验过程中，提取DNA的活细胞持续存在。但已知DNA在土壤中的存活时间比这还要长，这在自然界中给了其他细菌足够的时间去提取这些DNA。

“总的来说，这项研究表明，死亡细菌……是导致抗生素耐药性的一条被忽视的途径，”该团队在其论文中写道。研究人员还指出，当活细胞离死细胞更近时，它们更有可能整合死细胞的DNA，这并不奇怪，活细胞需要接触DNA才能收集它。

然而，令人惊讶的是土壤湿度的作用。尽管活细胞在一系列真实的湿度水平下收集DNA，但它们在稍微干燥的条件下效率最高。但细菌在潮湿土壤中的流动性更强，这可能会增加它们收集耐药性DNA的可能性。

“它们在更高的湿度下也会以更高的速度生长，”基特雷奇说。“因此，当它们生长得最多时，并不等于它们的基因转移率最高。”

那么，为什么流动性更强、产量更高的细菌不能更好地拾取基因呢？这是该团队想要调查的事情，部分原因是了解这一点可能会带来减缓基因转移的机会。然而，与此同时，这项研究已经为阻止农场抗生素抗性基因的水平转移提供了思路。

例如，牲畜粪便被用作种植粮食作物的农田肥料。为了帮助对抗抗生素耐药性，粪便最好经过热处理以杀死存在的任何有害细菌。“但是细菌死亡的温度和DNA被破坏的温度是不同”的，”基特雷奇说。“提高温度处理以降解DNA可能会有很大的帮助。”

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