據New Atlas報道，算法幫助發現了一種新的抗生素候選藥物，有望用於對抗一些耐葯菌，其使用一種新的攻擊模式，使細菌應該很難產生耐藥性。最重要的是，它可以開啟一個全新的抗生素庫。
我們人類並不是唯一想要殺死細菌的生物體–大自然已經產生了廣泛的抗菌化合物，其中許多被細菌自己用來在與其他細菌的漫長的“地盤戰爭”中佔據上風。
目前的大多數抗生素都來自於這個“武器庫”，最初從細菌的培養物中生長出來，後來被合成為更有力的形式。問題是，隨着時間的推移，細菌會對這些藥物產生耐藥性，迫使人們製造新的藥物。近幾十年來，抗生素耐葯菌已成為世界上最緊迫的健康威脅之一。
該研究的通訊作者Sean Brady說：“許多抗生素來自於細菌，但大多數細菌不能在實驗室里生長。由此可見，我們可能錯過了大多數抗生素。”
為了幫助更快地解析各種可能性，洛克菲勒大學的研究人員使用算法來調查所謂的生物合成基因群。這些是編碼一系列蛋白質的基因組–包括一些可能具有抗菌特性的蛋白質–但對於人類來說，它們的數量太多，而且很麻煩，無法進行分類。
Brady說：“細菌是複雜的，我們能對一個基因進行排序並不意味着我們知道細菌會如何開啟它來生產蛋白質。有成千上萬個未定性的基因簇，而我們只搞清楚了如何激活其中的一小部分。”但是算法可以更快地對這些基因簇進行分類，並挑選出最有希望具有抗菌效果的候選化合物。從那裡，人類化學家就可以合成那份短得多的化合物清單，並對它們進行測試。
果然，這個過程產生了一種特別有希望的化合物，該團隊將其命名為cilagicin。它起源於一個名為“cil ”的基因組，因為它與其他生產抗生素的基因相似而被選中。
在實驗室測試中，cilagicin能夠可靠地殺死細菌，包括對現有抗生素有抗性的幾個菌株。重要的是，它沒有傷害人類細胞，並且能夠治療活體小鼠的細菌感染。然而，最令人印象深刻的是，它甚至能夠殺死研究人員專門設計來抵抗該藥物的細菌。
經過仔細檢查，研究小組發現了其力量背後的分子秘密。當它攻擊細菌時，cilagicin結合了兩種分子，稱為C55-P和C55-PP，細菌用它們來建造細胞壁。眾所周知，現有的抗生素會結合一個分子或另一個分子，但耐葯菌仍然可以使用第二個分子來維持細胞壁。通過同時解決這兩個問題，cilagicin可能會防止這種抗藥性的產生。
儘管這項研究看起來很有希望，但研究小組提醒說，在將其用於人類之前，仍有許多工作要做。研究人員計劃優化該化合物，並在動物身上進行更多針對一系列其他細菌的測試。但最令人激動的是，cilagicin可能只是用這種方法發現的許多新抗生素中的第一個。
Brady說：“這項工作是一個最好的例子，說明可以發現隱藏在一個基因簇中的東西。我們認為，我們現在可以用這種策略解開大量的新型天然化合物，我們希望這將提供一個令人興奮的新候選藥物庫。”
該研究發表在《科學》雜誌上。