就像奶农喜欢用一群奶牛来生产牛奶那样，研究人员也倾向于利用大肠杆菌(E. coli)的菌落来生产抗生素的新形式——包括三种有抵抗耐药性细菌前景的类型。

这项将在5月29日的科学进展（Science Advances）杂志上发表的研究，由Blaine A. Pfeifer所率领，他是布法罗大学工程与应用科学学院化学和生物工程专业的副教授。他的团队包括第一作者Guojian Zhang， Yi Li 和Lei Fang，都在化学和生物工程专业。

Pfeifer十几年来一直在研究如何使大肠杆菌工程化来产生红霉素——一个常用抗生素的新形式。在新的研究中，他和他的同事们报道说，他们已经成功地做到了这一点，利用大肠杆菌来合成数十种该药物的新形式，其和现有的种类在结构上略有不同。

这三种新式红霉素成功地杀死了枯草芽孢杆菌，它对临床上使用的红霉素原始形式已产生了抗性。

“我们正在集中精力试图想出新的能够克服耐药性的抗生素，我们认为这是前进的很重要一步，”Pfeifer博士说。

“我们不仅创造了红霉素的新类似物，还开发了一个利用大肠杆菌生产药物的平台，”他说。“这为将来额外的工程可能性打开了大门；甚至可能会导致更多新式药物的产生。“

该研究对不断增加的抗生素抗性尤其重要。红霉素用于治疗各种疾病，从肺炎和百日咳到皮肤和泌尿道感染。

作为工厂的大肠杆菌

利用大肠杆菌产生新的抗生素现在已经是该领域研究人员的法宝。

这是因为大肠杆菌生长快速，从而能加快实验步骤，帮助开发新方法并扩大药品生产的规模。该品种也能够相对容易地接受新基因，从而使其成为基因工程的首选。

虽然新闻报道往往侧重于大肠杆菌的危险性，实际上这种细菌的大多数类型都是无害的，包括那些在Pfeifer的实验室中所使用的类型。

在过去的11年中，Pfeifer的研究主要集中于操纵大肠杆菌，以使它能合成对产生红霉素来说一切必要的材料。你可以把这想象成在工厂里储存了所有必要的材料和设备用于制造一辆汽车或一架飞机。

随着这一阶段研究的完成，Pfeifer已经转向下一个目标：调整他的工程化大肠杆菌生产红霉素的方法，从而使他们的药物与医院中现在使用的种类略有不同。

这是新一期科学进展（Science Advances）杂志的主题。

生产红霉素的过程开始于称为代谢前体的三个基本模块——通过流水线工艺来结合并操纵化合物以形成最终产品——红霉素。

要产生形状略有不同的红霉素新品种，科学家们理论上可以针对流水线任何部分，使用各种技术来增减不同部分的结构，从而使之与最初的结构有轻微改变。（在汽车装配线上，这类似于拧门把手上的螺丝具有稍微不同的形状。）

在新的研究中，Pfeifer的团队专注于以前很少受到研究人员关注的此改造过程中的一个步骤，即接近尾声的一步。

研究人员集中研究用酶来将16个不同形状的糖分子连接到一个名为6-脱氧红霉内酯B的分子上。在流水线的末端这些糖分子中的每一个都被成功地吸附并引导至超过40个新的红霉素类似物上——其中三个在实验室的实验中表现出能抵抗红霉素耐药细菌的能力。

“我们已经建立的系统出奇的灵活，这是它很棒的方面之一，”Pfeifer说。“我们已经建立了一个利用大肠杆菌生产红霉素的平台，既然我们现在已经得到了它，我们就可以开始以新方式来改变它。”