AI在古菌中识别出抗菌化合物

研究人员利用人工智能在古代微生物中识别新的抗生素候选物。 图片来源：美国科学促进会优瑞科网站

最新发表于《自然·微生物学》的一项研究中，美国宾夕法尼亚大学团队利用人工智能（AI），从古菌中识别出了此前未知的抗菌化合物。这些能在沸腾酸液、深海热泉和盐碱滩中生存数十亿年的极端微生物，如今被发现蕴藏着大量抗菌化合物，有望为新一代抗生素研发开辟全新路径。

古菌与细菌、真核生物（包括植物、动物和真菌）都不同。古菌能在高温、强酸、高压等极端环境中长期生存，其生物学特性也以不同寻常的方式进化。这使它们成为一种极具潜力但尚未充分利用的新型分子资源，其中可能包括机制不同于现有药物的“类抗生素”化合物。

团队此次使用了升级版的APEX工具。这种AI模型最初用于在古生物的蛋白质中寻找抗生素候选物。他们用数千种额外的肽以及致病细菌的信息重新训练了APEX，使其能预测古菌中的哪些肽可能抑制细菌生长。他们扫描了233种古菌蛋白质，共筛出1.2万余种候选分子。化学分析表明，它们与已知的抗菌肽不同，尤其是在电荷分布上有所差异。

团队从中挑选80种进行细菌实测，结果显示93%的候选分子对至少一种致病耐药菌有效。在动物实验中测试的3种化合物中，有一种在抑制耐药菌方面的效果可与常用的“最后防线”抗生素——多黏菌素B媲美。与大多数通过破坏细菌外膜的抗菌肽不同，这些候选分子似乎从细菌内部“切断电源”，扰乱了其维持生命的电信号。

(责编：雷哲琼、Sun Zhao)