1994年，弗洛伊德·罗姆斯伯格（Floyd Romsberg）获得美国康奈尔大学博士学位。攻读博士期间，他致力于研究二烃氨基锂（Lithium dialkylamides）这类盐类——合成化学家常用它们来清除物质中的质子。罗姆斯伯格出生于化学世家，他将时间和精力用于研究化学反应的原理和反应速度。他坦言：“这类研究并不有趣，其实相当枯燥。”
获得博士学位后，罗姆斯伯格立即转变研究方向，进入加州大学伯克利分校的博士后流动站。在那里，他的导师——著名生物化学家彼得·G·舒尔茨（Peter G. Schultz）——坚定了他放弃物理化学、专注于免疫学研究的信念。但他并不后悔当初从事单调的基础研究，因为他认为直接进入生物学领域可能并非明智之举。生物学复杂多变，许多项目只能得到毫无意义的结果。他承认：“在康奈尔大学，我有幸研究一个小系统，能得到圆满的结果。重要的是，我能解决研究中的问题，并思考基础性问题。我倾向于将事物简化为分子和化学水平的基础问题，这种思维方式对我的研究非常有利。”
在舒尔茨实验室研究抗体时，分子进化过程激发了罗姆斯伯格的强烈兴趣。如今，在加州拉霍亚的斯克利普斯研究所，他的实验室已组建完成，共有19名研究人员，包括12名研究生和7名博士后。实验室分为几个独立小组，每个小组研究不同课题，但都与进化相关。一个小组利用高能激光研究抗体的进化过程；另一个小组则希望确定插入外源性核苷酸后DNA如何发挥作用。或许最重要、最具实际意义的研究，是找到在极短时间内发生进化的原因，并以此为基础阻断细菌快速突变的关键步骤，从而提供全新方法克服细菌对抗生素的耐药性。
耐药性的出现
基因突变通常源于细胞自我复制时的错误。突变常损伤细胞，因此细胞进化出校正和修复工具，以确保DNA复制尽可能准确。实际上，细胞随时可利用基因突变过程，因为从本质上说，基因突变就是一种快速进化。
20世纪70年代，科学家已发现细菌中的SOS应答，这实际上是细菌将突变作为自我防御的措施。当细菌处于极端逆境时，它们会尝试各种方式，将损伤作为突变的初始步骤，然后开启一些基因，这些基因表达的蛋白会加速突变，突变产生速度比细胞复制期间快1万倍。实质上，细胞经历了迅速的身份转变。例如，大肠杆菌（Escherichia coli）通过发出SOS应答，对环丙沙星等抗生素造成的持久性DNA损伤作出反应。突变阻止环丙沙星结合其靶标——促旋酶，因为促旋酶是DNA复制所必需的。如果细菌不能阻止环丙沙星与促旋酶结合，DNA就无法正常复制，导致断裂，细菌死亡。
了解SOS应答后，罗姆斯伯格提出假设：关闭SOS系统，即阻止过度进化，就能防止级联突变——正是这种级联突变使大肠杆菌产生抗生素耐药性。在实验中（结果于去年6月在《PLOS Biology》网络版发表），罗姆斯伯格及其同事瑞安·T·西兹（Ryan T. Cirz）、朱迪·K·钦（Jodie K. Chin）以及威斯康星大学麦迪逊分校的合作者发现，LexA蛋白可抑制细菌的SOS应答，而环丙沙星会引起LexA蛋白剪切，从而诱发大肠杆菌的SOS超突变。一旦LexA蛋白被剪切，三种DNA聚合酶就开始制造突变，让细菌迅速产生耐药性。
接着，研究人员构建了一株大肠杆菌，其中LexA蛋白不会被剪切，因此未发生SOS应答。他们以小鼠为模型，用致病性细菌感染小鼠，然后给予环丙沙星，结果发现小鼠未产生耐药性。另一抗生素（利福平）实验也得到类似结果。阻止大肠杆菌中LexA剪切能否防止对其他抗生素产生耐药性？该方案是否会降低抗生素对其他细菌的药效？这些问题仍在实验阶段。环丙沙星是一类重要药物，一些导致流行性痢疾的细菌（志贺痢疾杆菌）已对除环丙沙星外的所有抗生素产生耐药性。在发展中国家，痢疾常威胁数万人生命。
耐药性的解决
2002年，罗姆斯伯格实验室刚获得上述结果时，他就发现了一种潜在药物——可与抗生素一起服用的小分子药物，能阻止LexA剪切。他与两位合伙人毫不费力筹集1500万美元，创办了Achaogen公司（“Achao”意为“抵制混乱”，一位投资者添加了“gen”，因为名称带此后缀的公司发展往往顺利）。
对于初创公司，风险投资者通常谨慎，但他们却对解决抗生素耐药性的新方案持乐观态度：迄今为止，大多数方案都与新型抗生素有关，且该公司的几个先导药物已进入实验阶段。但微生物的独特性可能让大量努力付诸东流。塔夫特大学研究抗生素耐药性的专家斯图尔特·B·利维（Stuart B. Levy）指出，罗姆斯伯格的研究提供了新见解，但效果可能不理想。他说：“我们一直在探索新方案，特别是消除耐药性的方案。罗姆斯伯格提出了一种，但仅针对有限的耐药性遗传机理，即染色体突变。”他补充说，有些类型的耐药性直接抵抗抗生素，通过耐药性基因在相同或不同种类细菌间的转移，细菌可快速获得这种耐药性。
然而，罗姆斯伯格及其团队集中研究氟喹诺酮类药物，因为细菌对氟喹诺酮的耐药性仅通过染色体突变（SOS应答）产生。据预计，到2011年，该药物将成为最畅销的抗生素。当他们在《PLOS Biology》发表论文时，出现意外：杂志专家评审团认为实验结果与正统观念不符。但罗姆斯伯格实验室的研究人员坚持认为，细菌的疯狂突变并非偶然，而是在细菌指挥下主动进行的。迈克·吉恩（笔名）在网站idthink.net上写道：“生物体掌握着自己的命运。生物体并非偶然事件与环境压力之间相互作用的被动参与者。进化可能受生物体自身因素控制，这只是一个目的论观点，但对细菌却有重大意义，因为利用这种能力，细菌可通过控制进化抵抗抗生素攻击。”
罗姆斯伯格已走出争论泥潭，消除了这些断言的依据。他说，SOS应答“与宗教无关。它确实表明了成功而有创造性的进化如何进行，但SOS应答并非魔法，它完全是机械化的过程。”
如同他选择单调乏味的研究项目一样，罗姆斯伯格说他决定研究抗生素耐药性，是因为药品研发流程简单明了：“如果我们成功，就将为解决更复杂问题打好基础。”更复杂的问题就是癌症——耐药性也是癌症治疗的难题。他的研究小组和公司打算开创一种治疗方法，辅助化学疗法，防止产生耐药性突变。罗姆斯伯格的逐渐推进——从清除盐类质子到挑战癌症——较之轻率快速推进，可能需要更长时间，但这条标准的科学进步路线可带来更可靠的成功。