一种广义的生长规律描述了靶向翻译和转录的抗生素，并揭示了药物相互作用

细菌生长定律将细胞内资源分配与生长速率定量关联起来，从而能够准确预测细胞生理状态及其对抗生素的响应。然而，迄今为止，这些定律仅针对少数几种扰动进行了严格检验。在此，我们表明，在抑制翻译的抗生素作用下，将核糖体水平与生长速率联系起来的生长定律并非普适，而是取决于抗生素的作用机制。通过在精细分辨的一维和二维抗生素梯度条件下开展定量蛋白质组学研究，我们发现，抑制易位延伸或肽键形成的抗生素会诱导核糖体水平按照经典规律升高，与生长定律一致。相比之下，破坏翻译起始或翻译保真性的抗生素则产生不同的响应，并不会诱导核糖体上调。转录抑制剂利福平甚至会降低核糖体丰度。将诱导不同核糖体响应的抗生素联用后，我们发现了一种广义生长定律：细胞对各个扰动的单独响应可以相互叠加。将该定律嵌入数学模型后，可以解释利福平与不同翻译抑制剂之间所观察到的不同药物相互作用模式。低维结构贯穿整个蛋白质组，使得人们能够基于单药测量结果预测药物组合引发的响应。总体而言，这些发现拓展了细菌生长定律的适用范围，并为预测抗生素联用响应提供了新的基本原理。

细菌生长定律将细胞内资源分配与生长速率定量联系起来，从而能够准确预测细胞生理状态及其对抗生素的响应。然而，这些定律仅针对少数几种扰动进行了严格检验。在本研究中，我们发现，在抑制翻译的抗生素作用下，将核糖体水平与生长速率联系起来的生长定律并非普适，而是取决于抗生素的作用机制。对精细解析的一维和二维抗生素梯度进行定量蛋白质组学分析表明，抑制易位延伸或肽键形成的抗生素会诱导核糖体水平按照经典规律升高，与该生长定律一致。相比之下，破坏翻译起始或翻译保真性的抗生素则产生不同的响应，并不会引起核糖体上调。转录抑制剂利福平甚至会降低核糖体丰度。将产生不同核糖体响应的抗生素联用后，我们揭示出一种广义生长定律：细胞对各个扰动的响应可以相互叠加。将该定律嵌入数学模型后，可以解释利福平与不同翻译抑制剂之间所观察到的不同药物相互作用模式。低维结构贯穿整个蛋白质组，使得基于单药测量结果预测药物组合的响应成为可能。总体而言，这些发现拓展了细菌生长定律的适用范围，并为预测抗生素组合的作用响应提供了新的原理。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.21.746212v1?rss=1

🏷️ 细菌生长定律 抗生素作用机制 翻译与转录抑制 定量蛋白质组学 药物相互作用 数学模型