科学家工程改造皮肤细菌 使其生产普通药物对抗痤疮

科学家工程改造皮肤细菌 使其生产普通药物对抗痤疮 痤疮的起因是毛囊被死皮细胞和油脂堵塞，继而发炎，形成我们再熟悉不过的粉刺、丘疹和白头。在打算不挤破它们的时候，我们可以用杀死油脂分泌细胞的药物或针对毛囊中细菌的抗生素来治疗。最近更多的实验性研究包括粉刺疫苗、益生菌或微针贴片，它们都能攻击致病的细菌。但如果我们能让这些细菌为我们工作呢？在这项新研究中，西班牙庞培法布拉大学（UPF）的科学家们研究了如何设计皮肤细菌来生产痤疮药物中的活性成分。他们的目标是痤疮丙酸杆菌，这是皮肤上最常见的细菌种类，也是生活在毛囊深处的细菌。过度分泌一种叫做皮脂的油脂是痤疮的常见诱因，许多痤疮药物如异维A酸都是通过杀死产生皮脂的细胞来发挥作用的。在这种情况下，痤疮丙酸杆菌被设计成能产生一种名为 NGAL 的蛋白质，这种蛋白质能介导自然产生的异维A酸。研究小组在实验室培养的人类皮肤细胞中测试了这种经过编辑的细菌，发现它能够产生和分泌 NGAL，减少皮脂分泌。在对小鼠的测试中，这种细菌也能存活并发挥作用，但由于小鼠的皮肤与我们的皮肤差别很大，因此无法通过这种方式测试其对痤疮的影响。这种技术不仅能帮助清除痤疮，还能减少对抗生素的依赖，因为抗生素正日益导致细菌产生抗药性。研究人员说，虽然还需要做更多的工作，包括首先在三维皮肤模型上进行尝试才能将这种技术用于人体试验，但它也可用于治疗其他皮肤病。首先是特应性皮炎。这项研究的首席研究员马克-居尔（Marc Güell）说："我们开发了一个技术平台，为编辑任何细菌治疗多种疾病打开了大门。现在的重点是利用痤疮丙酸杆菌治疗痤疮，但我们也可以提供基因电路来创建智能微生物，用于与皮肤传感或免疫调节相关的应用。"这项研究发表在《自然-生物技术》杂志上。 ... PC版： 手机版：

科学家发现普通细菌的嗜血行为

科学家发现普通细菌的嗜血行为 这一研究成果发表在《eLife》杂志上，为了解血流感染的发生过程和潜在治疗方法提供了新的视角。华盛顿州立大学研究员阿登-贝林克（Arden Baylink）拿着一个装有沙门氏菌的培养皿。贝林克和博士生西耶娜-格伦（Siena Glenn）发表的研究表明，世界上一些最致命的细菌会寻找并吃掉血清（人体血液的液体部分），血清中含有细菌可以用作食物的营养物质。图片来源：华盛顿州立大学兽医学院 Ted S. Warren细菌研究与实验"感染血液的细菌可能是致命的，"该研究的通讯作者、西悉尼大学兽医学院教授阿登-贝林克（Arden Baylink）说。"我们了解到，一些最常引起血液感染的细菌实际上能感知人体血液中的一种化学物质，并向它游去"。贝林克和这项研究的第一作者、西悉尼大学博士生西耶娜-格伦发现，至少有三种细菌，即肠炎沙门氏菌、大肠埃希氏菌和柯氏柠檬杆菌会被人体血清吸引。这些细菌是导致炎症性肠病（IBD）患者（约占总人口的 1%）死亡的主要原因。这些患者通常会有肠道出血，这可能是细菌进入血液的入口。华盛顿州立大学博士生西耶娜-格伦（Siena Glenn）使用高倍显微镜。格伦与助理教授阿登-贝林克（Arden Baylink）及其同事合作发表的研究表明，世界上一些最致命的细菌会寻找并吃掉人体血液中的液体部分血清。图片来源：华盛顿州立大学兽医学院 Ted S. Warren研究人员利用贝林克公司设计的一种名为"化学感知注射钻机测定法"的高倍显微镜系统，通过注射微量人体血清模拟肠道出血，观察细菌向出血源移动的过程。这种反应非常迅速致病细菌只需不到一分钟的时间就能找到血清。新疗法的潜力作为研究的一部分，研究人员确定沙门氏菌有一种名为 Tsr 的特殊蛋白质受体，能让细菌感知并游向血清。利用一种叫做蛋白质晶体学的技术，他们能够看到这种蛋白质与丝氨酸相互作用的原子。科学家们认为，丝氨酸是细菌能够感知并消耗的血液中的化学物质之一。格伦说："通过了解这些细菌是如何检测血液来源的，我们将来可以开发出阻断这种能力的新药。这些药物可以改善高血液感染风险的 IBD 患者的生活和健康状况。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

日本研究人员成功在较低温度下分解聚乙烯塑料

日本研究人员成功在较低温度下分解聚乙烯塑料 日本东京大学研究人员成功实现了在较低温度环境下分解聚乙烯塑料。 新华社报道，分解聚乙烯、聚丙烯等塑料材料通常需要300摄氏度以上的高温条件，能源消耗较多。日本东京大学日前发布新闻公报说，研究人员在铈的催化作用下，利用可见光照射含少量羧基的聚乙烯，成功实现在80摄氏度的较低温度环境下令这种聚乙烯分解。 产生碳自由基是引发碳-碳键断裂的关键。东京大学研究团队将少量羧基官能团引入聚乙烯，然后针对这种羧化聚乙烯粉末，摸索能令羧基在光照射下产生碳自由基的反应条件。 东京大学说，塑料废弃物导致的环境污染日益成为严重的社会问题，特别是生产量大的聚乙烯和聚丙烯等塑料材料的回收利用是亟待解决的问题。但聚乙烯和聚丙烯分子链包含的碳-碳键非常稳定，进行分解一般需要300摄氏度以上的高温条件。 研究发现，在添加少量铈催化剂的80摄氏度乙腈中，用发光波长为430纳米的LED灯照射羧化聚乙烯粉末，可使羧基生成碳自由基，并且其高反应性切断了聚乙烯分子链上的碳-碳键，长链羧化聚乙烯分子被降解成分子量约500的片段。研究还确认，这一反应不仅能在乙腈中进行，在水中也能发生。 相关论文已发表在《美国化学学会杂志》上。公报说，本项研究在较低温度环境下实现了通常需要高温条件的聚乙烯分解，表明经羧基官能团修饰的聚乙烯将来有望作为可降解塑料使用，这将使回收利用更加节能、低成本。 2024年7月10日 12:55 PM

科学家发现新抗生素类别 可有效对抗耐药细菌

科学家发现新抗生素类别 可有效对抗耐药细菌 抗生素是现代医学的基础，在上个世纪极大地改善了全世界人民的生活质量。如今，我们往往认为抗生素是理所当然的，并严重依赖抗生素来治疗或预防细菌感染，例如，在癌症治疗、侵入性手术和移植过程中，以及在母亲和早产儿身上，抗生素可以降低感染风险。然而，全球抗生素耐药性的增加日益威胁着抗生素的有效性。为了确保未来能够获得有效的抗生素，开发不存在抗药性的新型疗法至关重要。乌普萨拉大学的研究人员最近在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA）上发表了他们的研究成果，介绍了作为多国联合体的一部分而开发的一类新型抗生素。他们描述的这类化合物以一种名为LpxH的蛋白质为靶标，这种蛋白质是革兰氏阴性细菌合成其最外层保护层（即脂多糖）的途径。并非所有细菌都会产生这一层，但那些会产生这一层的细菌包括世界卫生组织确定为最需要开发新型疗法的生物，其中包括已经对现有抗生素产生抗药性的大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌。研究人员能够证明，这种新型抗生素对耐多药细菌具有很强的活性，并能治疗小鼠模型中的血液感染，从而证明了这种抗生素的前景。重要的是，由于这一类化合物是全新的，而 LpxH 蛋白尚未被用作抗生素的靶点，因此这一类化合物不会产生抗药性。这与目前临床开发中的许多"同类"抗生素形成了鲜明对比。虽然目前的研究结果很有希望，但在这类化合物进入临床试验之前，还需要做大量的工作。DOI: 10.1073/pnas.2317274121编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现的伞状蛋白质能靶向杀死特定细菌 有望治疗耐药性感染

科学家发现的伞状蛋白质能靶向杀死特定细菌 有望治疗耐药性感染 伞状抗菌毒素颗粒飘向细菌靶细胞并与之接触。这些毒素来自链霉菌，能有效抑制同属竞争物种的生长。资料来源：Angela Gao抗生素与细菌战具有讽刺意味的是，临床上使用的许多抗生素都直接来源于细菌在自然栖息地中用来对付对方的分子，或受到这些分子的启发。链丝菌用来对付竞争对手的化学武器是此类分子最丰富的来源之一。其中包括常见的广谱药物链霉素。这些新发现的抗菌毒素的不同之处在于，与链丝菌的小分子抗生素不同，伞状毒素是由多种蛋白质组成的大型复合物。与小分子抗生素相比，它们针对细菌的特异性也更强。《自然》论文的作者推测，伞状毒素的这些特性解释了为什么在对链丝菌产生的毒素进行长达 100 多年的研究中，这些毒素一直没有被发现。生物信息学和低温电子显微镜揭示新观点编码伞状毒素的基因最初是通过生物信息学搜索新的细菌毒素而发现的。在华盛顿大学医学院约瑟夫-穆格斯（Joseph Mougous）微生物实验室的赵琴琴领导的生化和遗传实验中，科学家们了解到这些毒素与其他蛋白质结合成一个大型复合体。这些蛋白质复合物的冷冻电子显微镜由 Young Park 在华盛顿大学医学院生物化学教授、霍华德-休斯医学研究所研究员 David Veesler 的实验室中完成。这些研究表明，秦琴分离出的毒素复合物具有与在西雅图发现的毒素复合物相称的醒目外观。它们看起来像雨伞。独特的结构和特异性华大医学院微生物学教授、霍华德-休斯医学研究员穆格斯指出："这些微粒的形状非常奇特，在未来的工作中，了解它们不同寻常的形态如何帮助它们消灭目标细菌将是一件非常有趣的事情。"随后，科学家们试图确定这些毒素的靶标，他们筛选了这些毒素对所有生物的影响，从真菌到 140 种不同的细菌，包括研究作者德文-科尔曼（Devin Coleman）在加州大学伯克利分校和美国农业部农业研究服务处的实验室中从高粱植物中提取的一些细菌。.在这些潜在的对手中，这些毒素专门针对自己的同类：其他链丝菌。"我们认为，这种精湛的特异性可能是由于组成伞辐条的蛋白质各不相同。"研究报告的作者、穆格斯实验室的资深科学家布鲁克-彼得森（S. Brook Peterson）评论说："这些蛋白质可能会吸附在竞争细菌表面的特定糖分上。"通过分析数千个公开的细菌基因组，研究报告的作者、圣路易斯大学的张大鹏（Dapeng Zhang）和他的研究生谭英俊（Youngjun Tan）发现，许多其他种类的细菌也有制造伞状颗粒毒素的基因。有趣的是，这些物种都形成了枝状菌丝，这在细菌中是一种不常见的生长模式。潜在的临床应用和更广泛的影响除了伞状毒素颗粒的基础生物学方面还有许多问题有待解答外，穆格斯和他的同事们对其潜在的临床应用也很感兴趣。他们怀疑导致肺结核和白喉的细菌可能对伞状毒素敏感。他们注意到这些细菌已经对传统抗生素产生了抗药性。科学家们认为，伞状毒素颗粒有可能制服这些严重的致病细菌，因此值得研究。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

人造蜘蛛腺体能像自然界一样纺出可伸缩的蜘蛛丝

人造蜘蛛腺体能像自然界一样纺出可伸缩的蜘蛛丝 通过该装置进行生物纺丝有望实现可扩展的蜘蛛丝生产 芬尼根等人/(CC By 4.0)日本理化学研究所可持续资源科学中心（RIKEN Center for Sustainable Resource Science）和理化学研究所开拓性研究集群（RIKEN Cluster for Pioneering Research）的研究人员采用新方法实现了这一壮举，他们构建了一个人造丝腺体，旨在反映蜘蛛体内发生的物理和化学变化。这并不容易，由于难以复制这些复杂的生物过程，因此制造人造蜘蛛丝极具挑战性。生物聚合物纤维由具有高度重复序列的大型蛋白质组成，这些序列被称为蜘蛛丝。β片是蛛丝纤维中的分子子结构，必须将其排列整齐，才能赋予蛛丝令人印象深刻的特性。除此之外，人造腺体还需要精确的微流体机制，使蛋白质自我组装成丝状纤维，不仅看起来像，而且行为也像真的一样。"在这项研究中，我们试图利用微流体技术来模拟天然蜘蛛丝的生产过程，这涉及到少量流体在狭窄通道中的流动和操控，"理化学研究所领导这项研究的 Keiji Numata 说。"事实上，可以说蜘蛛的丝腺就是一种天然的微流体装置。"这个人造腺体类似于一个不起眼的长方形盒子，上面有沿其长度方向延伸的凹陷通道，它是在为复杂的过程创造适当的环境，使其像自然界一样发挥作用的过程中反复试验的结果。其中一个错误是使用力量推动蛋白质通过微流体系统；它需要负压来拉动脊髓素溶液通过该装置。不过，一旦克服了这一障碍，研究小组就能制造出β片排列整齐的连续丝纤维，从而使这种材料具有类似大自然的特性。研究报告的共同作者、资深科学家阿里-马来（Ali Malay）说："令人惊讶的是，一旦建立并优化了不同的条件，微流体系统就会变得如此强大。纤维的组装是自发的，速度极快，可重复性极高。重要的是，纤维呈现出天然丝纤维中明显的分层结构。""高度可重复性"是一个关键属性；成功的复制存在可扩展性问题，而由于后勤和生物原因，养殖蜘蛛几乎是不可能的。低成本、高效率地生产蚕丝可以彻底改变破坏环境的纺织业，其生物兼容性使其成为缝合线、人工韧带和结缔组织手术等多种医疗用途的理想候选材料。Numata 说："理想情况下，我们希望对现实世界产生影响。为此，我们需要扩大纤维生产方法的规模，使其成为一个连续的过程。我们还将利用多项指标评估人造蜘蛛丝的质量，并在此基础上进一步改进。"这项研究发表在《自然通讯》杂志上。 ... PC版： 手机版：