当大肠杆菌检测到其遗传物质受损时，它会发出 SOS 信号，改变细胞内的活动。
“细菌进入完全紧急模式，”挪威科技大学 (NTNU) 博士候选人 Olaug Elisabeth Torheim Bergum 说。
想象一下，你的喉咙非常疼痛。你生病了，喉咙很疼，去看医生后确认疼痛是由细菌感染引起的。你拿到了抗生素处方，这很快就治好了你的喉咙痛。你很高兴治疗有效——但细菌是如何经历这种情况的呢?
“抗生素治疗会对细菌造成损害。这种损害可以表现为许多不同的形式，但通常涉及对遗传物质、DNA 的损害，并激活细菌的 SOS 反应，”临床和分子医学系的 Bergum 说道。
她研究了致病菌大肠杆菌在接触少量、非致命剂量的抗生素环丙沙星时的反应。
环丙沙星是目前世界上使用最广泛的抗生素之一，其作用是攻击细菌细胞中的DNA。
“它与一种蛋白质结合，通过切割和拼接 DNA 链，帮助维持 DNA 的正确结构。这是必要的，因为复制和读取 DNA 会对 DNA 分子造成压力，”Bergum 解释道。
初步修复
换句话说，当细菌细胞继续发挥作用时，蛋白质会保持 DNA 链的秩序。当细菌即将分裂时，它确保 DNA 复制以安全有序的方式进行。然而，当抗生素与蛋白质结合时，这一功能就会受到阻止，情况就会变得相当混乱。
细菌的许多常见活动(如复制)被搁置。这反映在细菌形状的改变上。
“DNA 随后受损，包括细胞内形成不完整 DNA 的单链，”伯格姆说。
当这些单链形成时，就像在烟雾探测器下点燃一根火柴。其他蛋白质检测到受损的 DNA 片段，警报响起。这对细菌细胞来说是一个戏剧性的情况，也可以用肉眼看到。
“所有人都在忙着工作。细菌的许多常见活动，如复制，都被搁置了。这反映在细菌形状的改变上。通常，大肠杆菌呈杆状，但当暴露于环丙沙星时，它们会变成长丝。细菌优先修复损伤。”
如果他们无法完美地修复损坏，他们将继续进行下一步。
“如果修复无效，最后的手段就是改变 DNA。这时它们就会发生变异。这种反应有助于细菌适应并对抗生素产生耐药性，”Bergum 说。
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