想象有一天你患上了一种普通感染,而医生开的抗生素却不再起作用。虽然这听起来像是一个牵强的场景,但它正成为全球日益普遍的现实。
每年,成千上万的人死于曾经容易治疗的感染。这是因为细菌已经变得足够强大,能够抵抗我们所知的药物。那么,要赢得这场竞赛需要什么?我们需要开发新的武器。但要做到这一点,我们首先需要从内部了解敌人。
伊斯坦布尔技术大学(ITÜ)的Merve Yüce博士、Fethiye Aylin Sungur教授和Özge Kürkçüoğlu教授正是在做这件事。她们三人都是女性,都是土耳其人,都来自伊斯坦布尔技术大学。今年四月她们发表的研究在该领域创下了世界纪录。
事实上,发表这项研究的著名美国期刊《生物化学》(Biochemistry)将这篇文章选为其"肽的化学与生物学"特刊的封面故事。
对抗抗生素耐药性的战斗不会通过单一的奇迹药物获胜,而是通过累积的发现。这个团队正在从设计和实验室两个方面为这一知识体系做出贡献。而他们是从伊斯坦布尔、从伊斯坦布尔技术大学进行这项工作的。
关闭机器
每个活细胞都包含一个微小的机器。这个机器被称为核糖体。它只有一个功能:生产细胞所需的蛋白质。没有蛋白质,细菌就无法生存、繁殖或致病。
核糖体也被称为分子机器。抗生素会干扰核糖体用于生产蛋白质的组件的正常功能。抗生素就像卡在移动部件之间的障碍物。换句话说,它们使机器停止工作。它们附着在机器的某一部分,停止生产,细菌就会死亡。链霉素、红霉素和四环素都是这样工作的。
但细菌很聪明。随着时间推移,它们学会了防御这些攻击。它们略微改变受攻击的机器部分,并产生使抗生素无效的防御分子。结果,药物无法再找到结合的位置。那么应该怎么做?寻找以前从未被靶向的目标。
计算机实验室中的药物发现
Kürkçüoğlu、Sungur和Yüce正是在做这件事。但她们不是使用试管来寻找药物,而是使用计算机工作。
这样理解:你手里有成千上万的钥匙,试图打开一扇门。逐一尝试每把钥匙可能需要数年时间。但如果你将钥匙和锁的3D模型上传到计算机并询问"哪把合适?",你将在几小时内得到答案。这个团队正是在做这样的事情;只不过找到"锁"要困难得多,因为目标是一个极其复杂的结构。
三个名字,一个值得骄傲的团队
在这项研究中,每位贡献者的角色都有其独特的重要性。
Kürkçüoğlu是团队的创始人和想法的架构师。多年来,她一直在研究核糖体的隐藏通信途径,努力了解分子在一个位置结合如何影响"工厂"的另一端。
Sungur是方法论的保障者。她验证计算是否符合生物学现实,并验证软件协议。
Yüce是进行本研究所有计算的研究人员。她亲自进行了所有计算分析,并起草了论文的第一稿。
三人的道路在伊斯坦布尔技术大学交汇。今年四月,她们同时发表了两篇独立论文;第二篇发表在《RSC Advances》期刊上,同样由伊斯坦布尔技术大学的女性研究人员完成,同样在该领域。该研究中预测的一种抑制剂在实验室中经过测试,被证明是有效的。
急需支持
土耳其拥有如此优秀的科学家为这一项目聚集在一起是一个绝佳机会。它大大缩短了抗生素开发过程中最昂贵、最耗时的阶段,即确定应该关注哪种分子。
传统的药物发现涉及通过盲目试错测试数千种化合物,而这个团队的方法提供了通过计算预先筛选并具有明确生物学原理的候选药物。
开发新型抗生素的公司和研究现有抗生素耐药机制的团队都可以直接从这一框架中受益。
在材料科学方面,由于其对生产的影响,国防工业和农业部门可以从这项工作中获得显著益处。换句话说,这项科学研究产生了如此深入的结果,将为众多独角兽初创企业的出现铺平道路。
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