毎年、少なくとも280万人のアメリカ人が抗生物質耐性感染症を受け、その結果、35,000人以上が死亡しています。抗生物質耐性は、細菌や他の微生物が抗生物質への曝露を生き残る能力を発達させるときに起こります。深刻な皮膚感染を引き起こす可能性のあるメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（MRSA）などの最も懸念される抗生物質耐性細菌のいくつか、およびカルバペネム耐性腸菌（CRE）は、重度の肺炎や尿路感染症に耐性のある尿路感染症になる可能性があります。
「抗生物質耐性は、世界の公衆衛生に対する最も深刻な脅威の1つです」とアルゴンヌの物理学者Vitali Prakapenka氏は述べています。 「私たちの調査結果は、より効果的な抗生物質の開発に対する新たな希望を提供します。」
研究者は、抗生物質を破壊する行為において、ベータラクタマーゼとして知られる酵素のスナップショットをキャプチャするために、シリアルフェムト秒結晶学またはSFXと呼ばれるX線技術を使用しました。 SFXは、作用中の分子の原子レベルの画像をキャプチャするのに独自に適しています。
「私たちは反応中の酵素を捕まえました。これにより、抗生物質破壊の過程で重要なステップを特定することができました」と、科学ユーザー施設のDOEオフィスであるArgonneのナノスケール材料センターの科学者と一緒に研究チームを率いたPrakapenkaは述べました。 「抗生物質が実際に酵素の活性部位で立ち往生し、一種の分子渋滞を作り出し、破壊的なプロセスを停止できることを発見しました。」
この新しい知識により、研究者は、酵素の活性部位に閉じ込められるように特別に設計された抗生物質を開発し、それにより抗生物質の破壊をブロックし、細菌を殺すことが可能であると考えています。
研究チームは現在、調査結果に基づいて新しい抗生物質の開発に取り組んでいます。彼らはまた、他の抗生物質耐性酵素を研究して、新しい抗生物質を開発するために悪用される可能性のある追加の脆弱性を特定しています。
「私たちの希望は、私たちの研究が抵抗を克服し、命を救うことができる新しい抗生物質の開発につながることです」とプラカペンカは言いました。
この研究は、DOE科学局と国立衛生研究所によって資金提供されました。
