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CRISPR系統助力耐藥細菌消滅

2014-10-08 來(lái)源:健客網(wǎng)社區  標簽: 掌上醫生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要: 麻省理工學(xué)院生物工程和電子工程及計算機科學(xué)系副教授Timothy Lu帶領(lǐng)的科研團隊分別于9月21日和8月11日在Nature Biotechnology和Proceedings of the National Academy of Sciences上發(fā)表了消除抗藥型細菌的新方法。

  近年來(lái),新的細菌株系不斷出現,它們甚至能抵抗最強效的抗生素。在美國,每年有200萬(wàn)人受到包括抗藥型結核菌和葡萄球菌在內的超級細菌的感染,至少2.3萬(wàn)人因此喪命。盡管對新的治療方法有著(zhù)迫切的需求,過(guò)去幾十年間研究人員只發(fā)現了極少新型抗生素。多數抗生素通過(guò)干擾關(guān)鍵性的功能(如細胞分裂或蛋白合成)發(fā)揮作用。然而,一些難以對付的細菌,已經(jīng)進(jìn)化到無(wú)法用現有的藥物治療的程度。

  研究人員對這些超級細菌采用了兩種強大的新型武器:CRISPR基因編輯系統和CombiGEM遺傳掃瞄系統。CRISPR系統包含一組幫助細菌抵抗噬菌體(感染細菌的病毒)的蛋白,其中的DNA剪切酶Cas9與研究人員設計的靶向特定抗藥基因(包括編碼NDM-1酶、SHV-18以及大腸桿菌種的一個(gè)毒力因子的基因)序列的短RNA引導鏈結合,通過(guò)研究人員構建的兩種載體(攜帶CRISPR基因的細菌工程菌和噬菌體顆粒)將其轉入細菌中,特異性剪切抗藥性和致病性的基因,使之失活,從而選擇性地殺死帶有有害基因的細菌。經(jīng)證實(shí),CRISPR能特異性地殺死至少99%的帶有NDM-1的細菌。此外,還可以利用CRISPR系統根據遺傳標記從多種多樣的菌群中選擇性清除特定細菌,開(kāi)辟了“微生物編輯”在抗菌應用之外的潛能。另一種方法CombiGEM通過(guò)基因組合發(fā)揮協(xié)同作用以增加細菌對抗生素的敏感性。研究人員構建了由34,000對編碼轉錄因子的細菌基因組成的基因庫,將其轉入抗藥型細菌中,針對每種抗生素,他們檢測出能將靶細菌殺傷效應提高1萬(wàn)至100萬(wàn)倍的基因組合。CombiGEM還可以用三種或者四種基因的組合來(lái)進(jìn)一步提高效力,并用于多因子復雜表型,如干細胞分化、癌癥以及合成回路。Lu認為,如果能找到一種安全有效的方法來(lái)傳遞基因,基因本身就能用于治療。

  目前研究人員正在進(jìn)行CRISPR系統的小鼠實(shí)驗和CombiGEM基因組合發(fā)揮作用的機制研究,以研發(fā)和設計新藥,解除抗藥型細菌帶來(lái)的日益增長(cháng)的危機。

(實(shí)習編輯:羅冉)

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