《Science | 拟南芥叶际噬菌体Tailocin在病原菌群体中抑制竞争者》

  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-06-19
  • 2024年6月14日,犹他大学Talia L. Karasov团队联合伦敦大学学院 Hernán A. Burbano团队于Science发表了题为A phage tail–like bacteriocin suppresses competitors in metapopulations of pathogenic bacteria 的研究论文。

    前期研究表明,与农业和临床病原体爆发不同,野生拟南芥(Arabidopsis thaliana)群体被遗传多样的假单胞菌(Pseudomonas)群体定殖,而不存在主导菌株。Pseudomonas viridiflava感染包含多个共存的菌株,甚至在单株植物中也是如此。是什么阻止了单一病原体谱系的传播?宿主免疫多样性可能有助于病原体多样性,但植物微生物群也可能发挥作用。鉴于噬菌体及其衍生元素的常见性以及其在假单胞菌群体中的株特异性杀伤活性,研究假设对噬菌体成分敏感性的差异可能抑制特定菌株的传播。

     该研究发现了一个在病原菌株中保守存在的丰富病毒簇。这个簇并不编码完整的噬菌体,而是编码一种尾菌素(tailocin),一种细菌用于杀死竞争细菌的噬菌体衍生元素。每个病原性假单胞菌菌株携带少数几种不同的尾菌素变体,靶向共存病原体外膜中的可变多糖。对历史植物标本的分析表明,同样的尾菌素和外膜变体在假单胞菌群体中至少存在了两个世纪,表明一组定义的尾菌素单倍型和受体的持续使用。结果支持一个模型,即共存的假单胞菌菌株的尾菌素和外膜在野生拟南芥群体中协同进化。这些不同的尾菌素和外膜单倍型在时间和空间上得以维持。  

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    • 编译者:李康音
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    • 2024年7月10日,大阪公立大学的研究人员在Nature发表题为An enterococcal phage-derived enzyme suppresses graft-versus-host disease的文章。 肠道微生物组的变化在异基因造血细胞移植(allo-HCT)后急性移植物抗宿主疾病(acute graft-versus-host disease,acGVHD)的发病机制中起着关键作用。然而,安全解决肠道菌群失调的有效方法尚未确立。肠道中与菌群失调相关的病原体粪肠球菌(Enterococcus faecalis)的扩增已被证明是诱发急性肠道恶性肿瘤的危险因素。 该研究分析了异体肝移植患者的肠道微生物组,发现粪肠球菌通过形成生物膜而不是通过获得耐药基因来逃避清除并在肠道中增殖。研究人员从粪便样本中分离出细胞溶解酶阳性的高致病性粪肠球菌,并通过分析细菌全基因组测序数据,确定了一种来自粪肠球菌特异性噬菌体的抗粪肠球菌酶。这种抗菌酶对粪大肠杆菌的生物膜具有体外和体内溶解活性。此外,与对照组相比,在粪大肠杆菌定植或以肠球菌为主的患者粪便样本诱导的非生物小鼠中,接受粪大肠杆菌特异性酶治疗的组的肠道细胞溶解酶阳性粪大肠杆菌水平降低,存活率显著提高。因此,施用一种噬菌体衍生的抗菌酶,这种酶对形成生物膜的致病性粪肠球菌具有特异性--现有的抗生素很难消除这种病菌--可能会提供一种预防 aGVHD 的方法。
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    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-04-24
    • 2024年4月19日,麦吉尔大学等机构的研究人员在Science发表了题为Phage predation, disease severity, and pathogen genetic diversity in cholera patients的文章。 尽管噬菌体-细菌相互作用的分子机制越来越详细,但我们对这些相互作用如何进化和影响患者体内的疾病缺乏了解。 该研究报告了孟加拉国为期一年的全国性腹泻病人研究。在霍乱病人中,研究人员量化了霍乱弧菌(prey)及其致命噬菌体(捕食者)使用宏基因组学和定量聚合酶链反应,同时使用定量质谱计算抗生素暴露。噬菌体(ICP1)和抗生素抑制霍乱弧菌 在不同程度上与严重脱水成反比,取决于抵抗机制。在缺乏噬菌体防御的情况下,捕食是“有效的”,捕食者与猎物的比率较高,这与猎物间遗传多样性的增加有关。在存在抗噬细胞防御的情况下,捕食是“无效的”,捕食者与猎物的比率较低,这与捕食者遗传多样性的增加有关。因此,在基于噬菌体的治疗和诊断部署中应考虑患者体内噬菌体-细菌的协同进化。