清华大学刘佳峰团队最新Science子刊
来源：iNature 2026-01-09 17:18
此研究结果为理解细菌持留性提供了机制性见解，并提示靶向凝聚体可能有助于对抗抗生素耐受性和延缓耐药性产生。
抗生素耐受性持留菌利用休眠作为一种对冲策略来逃避致死性抗生素，从而削弱治疗效果。蛋白质凝聚体已被证实与细菌休眠有关，但这些组装体如何调控休眠进入过程仍不清楚。
2026年1月2日，清华大学刘佳峰独立通讯在Science Advances 在线发表题为DEAD-box ATPase–marked condensates coordinate compartmentalized translation and antibiotic persistence的研究论文。该研究通过实验获得了在稳定期前进入休眠的持留菌，其中大多数携带编码丝氨酰转移RNA合成酶（SerRS）的serS基因突变。这些变异体重现了由丝氨酸羟肟酸（SHX，一种丝氨酸类似物和SerRS抑制剂）诱导的持留表型。
serS突变和SHX处理均会触发SerRS被隔离至保守的DEAD-box腺苷三磷酸酶相关凝聚体中，这一过程与生长停滞和休眠同时发生。在体外实验中，该SerRS变异体优先分配至DeaD颗粒，这与其在体内的独特定位一致。显微成像显示，当SerRS被分配至凝聚体后，凝聚体内部发生空间受限的翻译沉默。
总之，这些相分离凝聚体作为协调细胞从增殖向休眠转变的枢纽，其作用类似于真核细胞通过局部翻译调控细胞命运的方式。作者的研究结果为理解细菌持留性提供了机制性见解，并提示靶向凝聚体可能有助于对抗抗生素耐受性和延缓耐药性产生。
抗生素耐受性持留菌是指能够耐受高强度抗生素暴露的一小部分细菌亚群。通过在高剂量抗生素作用下存活，持留菌成为耐药性演化的储存库。细菌持留现象与多种病原体引起的复发性及慢性感染相关，包括结核分枝杆菌、肠沙门氏菌和金黄色葡萄球菌，这削弱了抗菌疗效并导致抗生素治疗失败。
鉴于多种杀菌性抗生素主要杀灭活跃生长的细菌，短暂的休眠状态对持留菌具有保护作用，使其免受致死性抗生素暴露的影响。进化调控的增殖与休眠之间的切换，实施了一种对冲策略，使细菌在波动的环境因素中实现适应度最大化。
模式机理图（图片源自Science Advances ）
近期研究表明，蛋白质凝聚体与细菌休眠之间存在相关性。这些可逆的凝聚体被认为是细菌持留菌的标志物，在应激条件下形成，并在恢复生长时解离，类似于真核生物的应激颗粒。然而，这些凝聚体如何调控从增殖到休眠的转变，从而促进持留菌形成，其机制尚未完全阐明。
先前研究对从过夜稳定期培养物中演化出的变异株进行了表征，其中应激诱导的突变株在转入新鲜培养基后表现出延长的休眠期。氨酰-tRNA合成酶（aaRSs）及相关基因（如 metG、argS、trpS、leuS、pheS、hipA 和 gltX）的突变与这种“滞后依赖性持留”现象相关。
为解析从细胞分裂到休眠的转变过程，作者对指数生长期的细菌群体进行间歇性抗生素暴露处理，分离出能够在稳定期之前启动休眠的突变株，并阐明生物分子凝聚体在调控细菌持留菌以反映环境因素波动中的作用。
原文链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ady1930
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