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《Cell》盧冠達編程噬菌體 對抗細菌抗藥性

2019.10.04 環球生技雜誌記者/李林璦 編譯

《Cell》盧冠達編程噬菌體 對抗細菌抗藥性 (圖片來源: 網路)

《Cell》盧冠達編程噬菌體 對抗細菌抗藥性 (圖片來源: 網路)

今(美國時間3日),麻省理工學院(MIT)生物工程與電機系副教授盧冠達透過生物工程操縱噬菌體的尾部纖維(tail fibers)結構,研發出可以殺死對天然噬菌體產生抗藥性的大腸桿菌,有望在未來解決抗藥性細菌的問題。該研究發表於《Cell》。 

美國FDA已經批准了一些可以用於殺死食品中有害細菌的噬菌體,但由於細菌有太多種類,每種病毒只能感染非常特定的細菌菌株,因此要以噬菌體混合物來對抗細菌性疾病可能耗時耗錢,因此並未被廣泛用於治療感染。 

2015年,盧冠達率領的MIT團隊以合成生物學的方式調控T7家族的噬菌體,T7噬菌體原本僅可自然殺死大腸桿菌,透過基因工程改造尾部纖維後,誕生了可以靶向不同大腸桿菌的新噬菌體。 

為了讓這種療法更容易開發,因此,研究人員從噬菌體的尾部纖維著手,尾部纖維是幫助噬菌體感染細菌的關鍵,其由環狀構形的胺基酸構成β折疊的二級結構蛋白質。因此,盧冠達團隊決定系統性地改變胺基酸的環狀構形。 

第一作者Kevin Yehl表示,我們認為只要改變對蛋白質結構影響最小的區域,就能夠改變其與細菌的結合相互作用。 

研究人員製成了約一千萬種不同的尾部纖維的噬菌體。通常,大腸桿菌會突變使LPS受體缺失用來對抗噬菌體,但研究人員後來發現,某些經過編程的噬菌體可以殺死具有突變LPS受體缺失的大腸桿菌菌株。 

魏茲曼科學院分子遺傳學教授Rotem Sorek表示,這項技術有助於克服使用噬菌體作為抗菌劑的局限性。 

盧冠達團隊設計了一個龐大的噬菌體變體(variants)庫,每個噬菌體變體可識別略有不同的受體。團隊說明,建立噬菌體變體庫會比使用單個噬菌體來對抗細菌更不容易出現抗藥性問題。

盧冠達目前正利用此種方法來解決大腸桿菌的其他抗藥性機制,並希望開發能夠殺死其他類有害細菌的噬菌體。 

盧冠達表示,這僅僅是開始,研究團隊對人類腸道中會引起健康問題的特定細菌十分感興趣,若能利用噬菌體選擇性地擊中那些有害菌株,便能從臨床層面為人類帶來好處。 

參考資料:http://news.mit.edu/2019/engineered-phage-viruses-drug-resistance-1003

DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.09.015

“History Doesn't Repeat Itself, but It Often Rhymes” – Mark Twain.

文章分類 科學要聞

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