它们在沸腾的酸性环境、深海热泉和盐滩中生存了数十亿年。如今，这种地球上最古老的生命形式——古菌，正为应对当今最紧迫的健康威胁之一：抗生素耐药性，提供新武器。
在《自然微生物学》发表的研究中，宾夕法尼亚大学团队利用人工智能识别出古菌中此前未知的化合物，这些化合物可能推动新一代抗生素的开发。该团队的首席作者塞萨尔·德拉富恩特教授表示：“过去寻找新抗生素的努力主要集中在真菌、细菌和动物身上。”
德拉富恩特实验室此前已利用AI模型从灭绝生物DNA到动物毒液中寻找抗生素候选物。此次他们将工具应用于数百种古菌的蛋白质数据，开启生命树上全新领域的探索。
探索微生物前沿
古菌在生命树上占据独立分支，与细菌和真核生物（包括植物、动物和真菌）有显著差异。虽然显微镜下类似细菌，但其遗传、细胞膜和生化特性截然不同。这些差异使其能在深海热泉超高温、黄石国家公园灼热温泉等极端环境中生存。
“古菌必须在极端环境中进化出生化防御机制，”研究共同第一作者马塞洛·托雷斯表示，“如果它们在这些条件下存活数十亿年，很可能发展出独特的抗菌竞争策略。”
人工智能筛选抗生素
研究团队采用升级版人工智能工具APEX（最初用于分析灭绝生物蛋白质），通过重新训练使其能预测古菌中的抗菌肽。扫描233种古菌后，发现超过12,000种候选抗生素，命名为“古菌素”（archaeasins）。化学分析显示其电荷分布与已知抗菌肽存在显著差异。
80种古菌素的测试显示，93%对至少一种细菌具有抗菌活性。三种候选分子在动物模型中表现突出：单次给药四天后，其中一种效果与多粘菌素B相当——后者是治疗耐药感染的最后一道防线。
德拉富恩特教授表示：“这表明古菌中潜藏着大量等待发现的抗生素。随着耐药菌日益增多，我们必须在非常规环境中寻找替代方案。”研究团队计划进一步优化APEX工具，通过结构预测提升筛选准确性，并评估古菌素的长期安全性和有效性，目标是推进人体临床试验。
“这只是开始，”德拉富恩特强调，“古菌作为最古老的生命形式，显然能教会我们如何智胜今日面临的病原体。”
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