几个世纪以来，银一直被用作杀灭有害细菌的抗菌素。古代文明使用这种金属来切开伤口。船长们把银币扔进储存桶以保证饮用水的新鲜。如今，在医院里，银被用于绷带治疗烧伤患者，摧毁导管上的致病性微生物，以及对抗对传统抗生素药物产生耐药性的危险“超级细菌”。
但是，关于银是如何杀死细菌的分子机制，以及这些微生物对银的抗性是如何形成的，目前还不完全清楚。现在，一项由卡尔加里大学（UniversityofCalgary）生物科学学院的科学家们领导的新研究帮助人们进一步了解银的抗菌特性。
研究小组在大肠杆菌(e.coli)的个突变菌株的“文库”上进行了化学遗传筛选。在这个“文库”中，每个菌株的一个独特基因被“剔除”或删除。
研究小组鉴定了所有这些菌株的基因，这些基因在暴露于产生银的环境下表现出抗性或敏感性，这是大肠杆菌中导致银抗性或毒性的基因的第一个遗传图谱。
“我们的研究是首次对银存在下细胞生长的细胞的遗传反应进行评估，从而提供抗性和毒性的基因列表，并将它们映射到生物学过程。”生物科学系教授，生物化学教授雷蒙德特纳（RaymondTurner）博士说。
研究确定了与银中毒有关的新基因和分子机制
特纳大学的博士生娜塔莉·古格拉（NatalieGugala）绘制了所有个基因的图谱，这些基因对它们相应的生物学途径要么具有抗性，要么具有敏感性。这些细胞机制包括通过细胞壁运输金属、产生能量、调节细胞和其他过程。
“我们已经证明了有许多不同的基因可能受到影响，以及几种不同的途径，”团队的科学论文的主要作者古格拉说。
“银很可能以多种方式作用于细菌，”生物科学系整合细胞生物学副教授戈登蔡（GordonChua）博士说。“我们的研究发现了与银毒性和抗银性有关的新基因和分子机制。”该研究小组的论文《利用化学遗传筛选来增强我们对银的抗菌特性的了解》发表在《基因》杂志上。
分子在我们健康中的重要作用
大肠杆菌只是众多能导致疾病和危及生命的感染的微生物之一。许多细菌和其他微生物对传统抗生素的抗药性越来越强。这个团队的研究与科学学院面临的巨大挑战非常吻合。具体来说，“分子层面的个性化健康”优先考虑的是旨在减少抗生素耐药性的研究，以及理解分子在我们健康中的作用。
特纳说:“如果我们要继续使用白银，在开发更多基于银的抗菌素之前，我们需要了解白银的工作原理。”
与抗生素一起：定制设计的金属抗菌剂
在分子水平上确定银和其他金属(如铜和镓)是如何杀死细菌的，可能会导致更好的医学治疗。特纳指出，一些研究表明，在传统抗生素中添加一种不再起作用的金属，会使这种药物再次有效。“我预见我们将使用定制设计的金属抗菌剂和抗生素。
他补充说:“这种个性化的健康方法，利用我们这样的研究，可以确定一组标记基因，这些标记基因可以用来选择特定的金属抗菌素治疗方法，以对抗个别病人的细菌感染。”
银作为一种杀菌剂大受欢迎，导致许多公司在跑步衫、内衣、袜子、鞋垫、食品砧板、牙刷和其他越来越多的“抗菌”消费品中植入微小的纳米级银颗粒。但人们担心，这些不断增长的非医学用途可能导致某些菌株对银和其他抗菌金属产生耐药性，就像一些细菌对传统抗生素所做的那样。“我们需要确保在适当的环境下使用这些金属，”古格拉说。“如果我们知道它们是如何工作的，我们可能就能更好地防止它们的不当使用。”
机器人技术帮助筛选细菌
研究小组在蔡的实验室里用一个机器人进行了化学遗传筛选，这个机器人是为高密度细菌菌落板的自动处理而设计的。
然后，研究人员使用“菌落评分”软件来测量每个平板细菌菌落的生长和大小差异。大肠杆菌的基因被删除后，会对银产生敏感性或毒性，从而产生更大的菌落。那些与抗性相关的基因被删除的菌株生长出更小的菌落。
研究小组采用了一种新型的慢性非致死暴露方法，与以往的大多数研究相比，以往的研究只将细菌暴露在急性致死剂量的银下，以确定毒性。