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鏈黴菌(Streptomyces)#

物品名稱#

鏈黴菌,是土壤中最大的一屬放線菌(革蘭氏陽性絲狀細菌),以產生鏈黴素等抗生素聞名,是醫藥史上最重要的「抗生素寶庫」,約三分之二的天然抗生素皆源自本屬及其近親。

發現者#

本屬細菌早在 1900 年前後即由 Krainsky(1914 年正式命名 Streptomyces)與 Waksman 等土壤微生物學家分離描述;使其名滿天下的是賽爾曼·瓦克斯曼(Selman Waksman)及其學生阿爾伯特·薩茲(Albert Schatz),他們於 1943 年從灰色鏈黴菌(S. griseus)中分離出鏈黴素。

發現年份#

1900 年前後(本屬分離與命名);1943 年(鏈黴素發現)。

特性#

  • 絲狀放線菌:菌體呈基內菌絲與氣生菌絲,末端形成孢子鏈,外觀如絨毛狀「黴菌」故舊稱輻黴菌。
  • 土壤之王:土壤中數量龐大,散發的特殊「土味」來自其代謝物土臭素(geosmin)。
  • 次級代謝工廠:基因體富含次級代謝基因簇,可合成抗生素、抗真菌劑、免疫抑制劑與抗癌藥物。
  • 代表代謝物:鏈黴素(S. griseus)、四環素(S. aureofaciens)、氯黴素與紅黴素(相關種)、抗排斥藥物 FK506、抗癌藥物道諾黴素等。

用途#

  • 鏈黴素:1944 年首度用於人體,是第一個有效治療結核病的抗生素,瓦克斯曼獲 1952 年諾貝爾生理學或醫學獎。
  • 抗生素篩選平台:瓦克斯曼建立的土壤放線菌系統性篩選法,催生了 1940–1960 年代抗生素黃金時代。
  • 農業應用:作為生物防治劑抑制植物病原真菌,並生產農用抗生素。
  • 代謝工程:鏈黴菌基因體採礦與異源表達技術成為尋找新藥的前沿。

歷史#

  • 1900 年前後:Krainsky、Gaines 等人開始描述土壤放線菌,1914 年本屬獲正式命名。
  • 1940 年:瓦克斯曼與 Boyd 發現放線菌素。
  • 1943 年:薩茲自雞喉嚨分離的灰色鏈黴菌中發現鏈黴素,1944 年證實對結核桿菌有效。
  • 1952 年:瓦克斯曼獲諾貝爾獎;薩茲與其爭議多年後於 2005 年出版回憶錄,學術界重新肯定其貢獻。
  • 1950–1970 年代:四環素、紅黴素、氯黴素等陸續上市,鏈黴菌成為製藥工業支柱。
  • 2000 年代至今:基因體定序揭示每株鏈黴菌潛藏數十個未表達的代謝基因簇,新抗生素探索再現曙光。

影響#

鏈黴菌把結核病從絕症變成可治之症,開啟了抗生素黃金時代並挽救數以億計的生命;它同時啟發了次級代謝體學與合成生物學,是「從土壤中挖掘藥物」的科學傳奇主角。

相關條目#

  • 1882-結核桿菌、1885-大腸桿菌、1905-乳酸桿菌