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《美加科学家发现阻止细菌生长的新毒素，有望用于抵抗超级细菌》

  • 来源专题：中国科学院文献情报生命健康领域集成服务门户
  • 编译者： 赵若春
  • 发布时间：2019-11-24

  • 11月12日，美国麻省理工学院和加拿大麦克马斯特大学的研究人员发现一种新的杀菌毒素Tas1，其有望用于抵抗超级细菌。Tas1具有酶活性，能快速产生细菌信号分子（p）ppapp，以消耗细胞中作为能量来源的ATP分子。当ATP被耗尽时，细胞代谢异常，细菌则会死亡。该研究成果对开发抗生素替代品具有重要的意义。

  • 原文来源：;https://www.nature.com/articles/d41586-019-03217-9?fbclid=IwAR0zka7TcLcG788_IjLV_p2008VUChn5FW8WD0IhRacCWOKXWKGU94uRfyo
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相关报告

  • 《阻击超级细菌 我科学家从抗菌肽找到思路》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：hujm
    • 发布时间：2020-01-10
    • 滞留菌也有显著的清除作用，其综合抗菌效果明显优于妥布霉素、左氧氟沙星、卡那霉素及头孢替坦等传统抗生素。ZY4长期使用不易产生耐药性，亚抑菌浓度的ZY4与鲍曼不动杆菌和绿脓杆菌持续作用60代后，ZY4对这两类菌的抑菌作用未见明显改变。 　　值得注意的是，在小鼠败血症感染模型中，ZY4降低了对绿脓杆菌肺部感染的敏感性，也抑制了绿脓杆菌和鲍曼假单胞菌在靶器官的传播。这些发现表明，ZY4是抗多药物耐药细菌感染的理想候选药物分子。 　　ZY4抗菌肽源于自然超于自然 　　为提升对超级细菌的“作战”能力，科学家们一方面通过研发新型抗生素或抗菌分子，另一方面也改造传统的抗生素，使其活性得到提升或通过不同靶点发挥抗菌活性。遗憾的是，目前仅有少数几个新型抗生素处于临床开发阶段。与传统的抗生素不同，抗菌肽是一类由氨基酸组成的多肽类小分子，具有杀菌快速且很难导致微生物耐药等特性，是良好的抗菌候选药物分子。 　　“我们团队长期从事抗菌肽研究。截至目前，我们通过分离纯化结合基因鉴定及转录组分析等手段，鉴定识别了1000多个来自两栖类、爬行类及昆虫等动物体内的抗菌肽。”张治业告诉记者，近期，他们在天然抗菌肽的基础上，根据课题组多年的研究经验，并结合部分文献的报道，通过氨基酸的替换、结构修饰等手段，设计改造获得了ZY4。 　　张治业认为，改造抗菌肽的关键问题，是保持其已有的抗菌活性，并最大程度地减小毒性，增强稳定性，同时通过缩短肽链长度以实现成本最低化；而难点与创新点则在于如何提升抗菌肽的活性和增加特异性，这一方面来自于天然抗菌肽本身的特性，另一方面取决于不同细菌本身的性质，如革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌在细胞壁和细胞膜差别巨大，就可以根据这一特点，针对不同类型的细菌，通过设计改造来优化抗菌肽。 　　“用类似的方法并结合我们的经验，我们也希望开发出针对其他超级细菌的抗菌肽。”张治业表示，但ZY4作为候选药物分子，走向临床应用还有很长的路要走，还需要提供详细的药理、药效、毒理研究、药代动力学及药学研究等用于临床批文的申报；即使拿到了药物临床批文，也须经过Ⅰ期到Ⅲ期临床研究的考验。“我们的这项研究，其重要意义主要在于为应对当前越来越严重的耐药性鲍曼不动杆菌和绿脓杆菌的传播及感染问题提供了良好的候选药物分子，也为设计改造抗菌肽提供了思路和参考方法。”
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  • 《科学家发现了10种新的细菌防御系统》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：hujm
    • 发布时间：2018-11-12
    • 早在CRISPR作为一种精确的基因编辑工具名声大噪之前，它就已经有了另一项工作，即保护细菌免受病毒入侵。而且它并不孤单。研究人员1月25日在《科学》杂志网络版上报道，10组细菌基因具有相似的新发现的防御作用。 加州大学旧金山分校(University of California, San Francisco)的微生物学家约瑟夫·邦德-德纳米(Joseph Bondy-Denomy)说，这个发现“可能是细菌中已知免疫系统数量的两倍多”，他没有参与这项研究。 细菌对被称为噬菌体的致命病毒很脆弱，噬菌体可以劫持细菌的遗传机制，迫使它们产生病毒DNA。一些细菌使用一种名为CRISPR的系统保护自己免受噬菌体攻击，这种系统存储过去入侵者的DNA片段，以便细菌在未来能够识别和抵御这些噬菌体(SN: 4/15/17，第22页)。但是，以色列雷霍沃特魏茨曼科学研究所的微生物基因组学家、该项研究的共同作者罗特姆索雷克(Rotem Sorek)说，只有大约40%的细菌具有CRISPR。这就是他和他的同事们寻找其他防御机制的原因。 索雷克说，与防御相关的基因往往在基因组中聚集在一起。因此，他的团队从45000个微生物中筛选基因信息，标记出位于已知防御相关基因附近具有未知功能的基因群。 许多携带这种基因家族的细菌来自遥远的地方，比如海底。所以研究人员利用基因数据合成相关的DNA和他们插入大肠杆菌和枯草芽孢杆菌,这都可以种植和研究在实验室,研究人员追踪细菌如何抵抗噬菌体攻击当家庭中各种基因被删除。如果去掉某些基因会影响细菌抵抗噬菌体的能力，那么这个结果表明这组基因是一种防御系统。 研究人员发现，9组细菌基因被证明是抗噬菌体防御系统，其中一组系统对另一种外来DNA来源质粒具有保护作用。 先前发现的抗噬菌体保护系统，如CRISPR，已经用首字母缩略词来描述，但是，索雷克开玩笑说，“我们已经没有首字母缩略词了。因此，新的系统以保护神的名字命名——就像来自斯拉夫神话的两位女神卓娅。 Sorek说，这些数据还揭示了细菌免疫系统和更复杂生物的相似防御系统之间可能的共同起源。其中一些基因含有DNA片段，这些片段也被认为是植物、哺乳动物和无脊椎动物先天免疫系统的重要组成部分。 bond - denomy预测，这项研究很可能会引发一系列新的研究，以弄清楚这些新的防御系统是如何工作的，以及它们是否像CRISPR一样，也可能是有用的生物技术工具。
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