2019年10月4日《自然-通讯》报道,加拿大韦仕敦大学(Western University)的研究人员开发了一种新方法,将CRISPR-Cas9导入实验室微生物,可以有效地对特定细菌发起有针对性的攻击。该研究证明了利用CRISPR改变人类微生物群落构成的可能性。这种方式可用于开发下一代抗菌剂,以应对抗生素耐药性这一全球难题。此外,该系统还可以实现微生物组的私人定制,开发微生物疗法,帮助“好”细菌产生化合物来治疗蛋白质缺乏引起的疾病。
CRISPR系统可被编程以靶向特定的遗传密码片段并在精确位置编辑DNA。研究人员常常使用CRISPR对活细胞和生物体中的基因进行永久性的修饰。理论上,研究者也对CRISPR进行编程以杀死细菌,但直到目前为止,还没有一种方法可以有效地、特异性地靶向某些细菌菌株。
细菌接合是指细菌通过细胞的暂时沟通和遗传物质转移而导致基因重组的过程。此次,韦仕敦大学开发的这种传递系统主要就利用了这种细菌接合现象将CRISPR传递给特定的细菌,从而改变其DNA并杀死它。该传递系统突破了特异性这一新疗法开发瓶颈。实验证明,在与另一种细菌亲密接触的条件下(生物膜中),运载工具几乎完全转移到了目标细菌体内。因为生物膜是大多数细菌聚集的自然状态,在这种条件下转移DNA通常很困难,该研究找到了一种简单而有效的方法。这个新的传递系统不仅可以广泛使用,而且比以前的递送系统更高效,有望被用于新的疾病治疗方案的开发。