改变一个人的基因程序，比你想象的要容易。尽管在分子层面改变DNA的技术正得到越来越广泛的应用，但也可以只开启或关闭基因，而不永久改变底层遗传物质。这意味着，我们可以通过改变生物体所处的环境或使用药物，影响传递给其身体的遗传指令。
这一“表观遗传学”领域已经在帮助医生了解某些疾病的运作方式、运动为何如此有益，以及我们如何或许能够改变衰老进程。但我和同事正试图研究表观遗传学在细菌中的作用。
我们最近研究了一种影响细菌表观遗传学的可能方法，或许可以在不使用抗生素药物的情况下阻止感染。鉴于许多细菌正对现有抗生素产生耐药性，这可能开辟一种至关重要的疾病治疗新途径。
我们的研究考察了细菌鲍曼不动杆菌。这种细菌是人们在医院感染疾病的主要原因之一，感染者中最多有70%会因此死亡。抗生素已无法对某些鲍曼不动杆菌菌株起效；世界卫生组织最近将其列为对人类健康构成最大威胁的细菌。。
我们确实已经有一些所谓的抗毒力药物，它们不会杀死细菌，而是使其失去危害性，让人体免疫系统将其清除，不留下任何细菌产生耐药性。若能找到影响细菌表观遗传学、使这些微生物失去危害性的方法，就有助于开发新型抗毒力药物，为医学作出重大贡献。
为启动这一过程，我们首先转向研究人类表观遗传学。影响表观遗传学最常见的方式，是在遗传物质上添加一个小分子标记，以开启或关闭相关基因。具体来说，我们可以在一种名为组蛋白的重要蛋白质上添加一种称为乙酰基的标记。
组蛋白会组织长达2米的DNA分子，使其能够整齐地容纳在长100微米的细胞中。添加乙酰基标记是细胞用来改变组蛋白与DNA相互作用方式的一种自然机制。添加乙酰基标记通常会激活某些基因，从而改变细胞的行为。组蛋白修饰过程若出现异常，便与癌症、心血管疾病以及许多神经退行性疾病有关。
细菌细胞也有自己的组蛋白版本，称为HU。它负责组织细菌的DNA，并参与维持细菌各项功能的正常运作。被称为“革兰氏阳性”的细菌，例如我们消化系统中帮助分解食物的细菌，没有正常发挥作用的HU就无法存活。而“革兰氏阴性细菌”通常会使我们患病，例如肠炎沙门氏菌；没有HU时，它们的危害性会大大降低。。
新药
在我们的研究中，我们发现，在HU上添加乙酰基标记，会显著影响它与DNA相互作用的方式。这意味着，这种修饰很可能会引发改变表观遗传状态的变化，影响细菌的生长以及感染其他生物体的能力。因此，如果我们能研发出以这种方式改变细菌蛋白质的药物，就有望找到阻止感染的新方法。
当前医学面临的一项重大挑战是，耐抗生素细菌每年在全球造成70万人死亡。如果我们找不到新的疗法，到2050年，年死亡人数可能升至1000万。
一旦我们证实特定表观遗传变化与细菌感染之间的关联，就可以开始寻找以这种方式改变细菌表观遗传状态、降低其危害性的物质。目前已有几种以类似方式作用于人类表观遗传学的分子，正在进行临床前开发或接受临床试验。因此，一种能够“关闭”细菌致感染能力的新药，或许很快就会问世。
