基因组庞大的“巨型”噬菌体可以作为对付抗生素耐药细菌的潜在工具

基因组庞大的“巨型”噬菌体可以作为对付抗生素耐药细菌的潜在工具 随着抗生素的使用越来越频繁，细菌也在不断进化。它们变得更有能力战胜抗生素，使许多抗生素失去了作用。抗生素的有效性持续急剧下降，导致了今天的抗生素耐药性危机。巨型噬菌体的治疗潜力科学家们现在希望借助病毒这一非同寻常的盟友来应对这一日益严重的威胁。最近，研究人员重点研究了被称为噬菌体的病毒，将其作为治疗和解除抗生素耐药细菌的新工具。人们特别关注"巨型"噬菌体最近发现的具有超大基因组的病毒这种病毒可被用作特殊的递送剂，不仅能杀死细菌，还能将抗生素直接递送到感染源。但是，为了通过噬菌体提供新型疗法，科学家们必须首先了解这些神秘病毒内部非同寻常的生物构成和机制。PicA 的图形图像，PicA 是巨型噬菌体的一个关键部件，负责协调噬菌体核保护壳内的蛋白质运输。图片来源：加州大学圣地亚哥分校波格利亚诺实验室研究与结论加州大学圣地亚哥分校生物科学院的研究人员与加州大学伯克利分校创新基因组研究所和曼谷朱拉隆功大学的同事们在破译巨型噬菌体的几项关键功能方面迈出了实质性的一步。加州大学圣地亚哥分校生物科学院教授、新论文的资深作者乔-波利亚诺（Joe Pogliano）说："这些巨型噬菌体拥有庞大的基因组，理论上可以对其进行操纵，使其携带的有效载荷能够更有效地杀死细菌。问题在于它们的基因组是封闭的，因此不容易获取。但现在我们已经发现了其中的一些关键元素"。正如论文中所描述的，生物科学学院研究生蔡斯-摩根（Chase Morgan）领导的研究主要集中在巨型 Chimalliviridae 噬菌体上，研究发现这种噬菌体通过形成一个类似于人类和其他生物体细胞核的腔室，在细菌内部进行复制。Chimalliviridae 的类似细胞核的小室会分离并选择性地导入某些蛋白质，使其能够在宿主细菌内复制。但这一过程如何展开一直是令人费解的部分。巨型病毒 phikzvirus 或 phiKZ 可感染假单胞菌。资料来源：加州大学圣地亚哥分校波利亚诺实验室摩根和他的同事利用新的遗传学和细胞生物学工具，发现了一种关键蛋白，他们将其命名为"奇马拉维病毒 A 蛋白导入器"或 PicA，这种蛋白就像一种夜总会保镖，有选择性地贩运蛋白质，允许一些蛋白质进入细胞核内部，但拒绝其他蛋白质进入。他们发现，PicA 能够协调货物蛋白在噬菌体细胞核保护壳内的运输。摩根说："这种病毒能够建立起如此复杂的结构和运输系统，实在令人惊叹，我们以前从未见过这样的病毒。我们所认为的复杂生物学通常是保留给人类和我们数以万计基因的高等生命形式的，但在这里，我们在一个只有大约 300 个基因的相对微小的病毒基因组中看到了功能类似的过程。这可能是我们所知的最简单的选择性运输系统。"研究人员利用用于研究基因组的可编程RNA工具 CRISPRi-ART，证明了 PicA 是 Chimalliviridae 细胞核发育和复制过程的重要组成部分。"如果没有 RNA 靶向 CRISPR 技术的简单性和多功能性，直接提出和回答这些问题几乎是不可能的。我们非常期待看到这些工具如何揭开噬菌体基因组编码的神秘面纱，"合著者、在诺贝尔奖获得者、CRISPR先驱珍妮弗-杜德娜（Jennifer Doudna）手下工作的博士后学者本-阿德勒（Ben Adler）说。生物科学学院研究生 Chase Morgan 和 Emily Armbruster，PNAS 论文的共同作者。图片来源：加州大学圣地亚哥分校波利亚诺实验室噬菌体疗法的意义数十亿年来，细菌和病毒一直在进行着一场军备竞赛，双方都在不断进化以对抗对方的适应性。研究人员说，复杂的 PicA 运输系统就是这种激烈、持续的进化竞争的结果。该系统进化得既高度灵活又具有高度选择性，只允许关键的有益元素进入细胞核。如果没有 PicA 系统，细菌的防御蛋白就会进入细胞核，破坏病毒的复制过程。霍华德-休斯医学研究所（HHMI）资助的"新兴病原体计划"（Emerging Pathogens Initiative）和加州大学圣迭戈分校噬菌体创新应用与治疗中心的科学家们正在努力为最终通过基因编排噬菌体来治疗各种致命疾病奠定基础。论文共同作者、生物科学学院研究生艾米丽-阿姆布鲁斯特（Emily Armbruster）说："我们以前确实不了解蛋白质导入系统是如何工作的，也不知道哪些蛋白质参与其中，因此这项研究是我们了解这些噬菌体成功复制的关键过程的第一步。我们对这些重要系统了解得越多，就越能更好地设计出用于治疗的噬菌体。"这类基因编程病毒的未来目标包括铜绿假单胞菌，众所周知，这种细菌可导致潜在的致命感染，并对医院中的病人构成威胁。其他有希望的目标还包括大肠杆菌和克雷伯氏菌，它们会引起慢性和复发性感染，在某些情况下还会进入血液，危及生命。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

新型噬菌体Paride能唤醒休眠状态的细菌并将其消灭 在对抗超级细菌时非常有用

新型噬菌体Paride能唤醒休眠状态的细菌并将其消灭 在对抗超级细菌时非常有用 科学家们发现了一种名为 Paride 的新型噬菌体（如紫色所示），它可以攻击休眠细菌 Fabienne Estermann & Enea Maffei / 苏黎世联邦理工学院经常处于休眠状态的细菌以避免被抗生素或其他威胁消灭，这给治疗带来了困难。现在，科学家们发现了一种病毒，它可以攻击这些沉睡的细菌，在与药物配合使用时能有效清除感染。另一种治疗方法是利用被称为噬菌体的捕杀细菌的病毒来清除感染，但这种方法也面临着疗效问题这也主要归功于细菌的休眠能力，直到危险过去。苏黎世联邦理工学院的科学家们假设，一定有某种噬菌体能够攻击处于这种休眠状态的细菌。现在，经过多年的探索，他们终于发现了这样一种噬菌体，并将其命名为 Paride。研究小组发现，Paride 能够感染铜绿假单胞菌，这种细菌是肺炎和尿道炎等一系列常见感染的罪魁祸首，而且越来越具有耐药性。重要的是，即使细菌处于休眠状态，噬菌体也能做到这一点，不过科学家们还不确定它究竟是如何做到这一点的。目前，他们怀疑噬菌体首先使用分子"钥匙"唤醒细菌，然后通过劫持细菌的繁殖机制进行繁殖。研究小组在铜绿假单胞菌的实验室培养皿中测试了 Paride 的抗菌作用。即使在休眠状态下，噬菌体也能单独消灭99%的细菌。这听起来似乎很有效，但剩下的 1%可能会重新聚集并造成问题。然而，当噬菌体疗法与一种名为美罗培南的抗生素配对使用时，这种组合就能清除整个细菌群。美罗培南本身对休眠细菌没有任何作用，但却能有效攻击活跃的细菌。可能是Paride唤醒了所有的细菌，杀死了大部分，而抗生素则消灭了其余的细菌。在后续试验中，研究人员给患有慢性感染的小鼠注射了噬菌体、抗生素或两种药物。这两种治疗方法单独使用效果都不是特别好，但联合使用对细菌有显著的抑制作用。这项研究的作者埃内亚-马菲说："这表明我们的发现不仅仅是实验室的假象，也可能与临床有关。这是文献中描述的第一种能攻击休眠状态细菌的噬菌体"。研究小组表示，还需要做更多的工作来研究 Paride 究竟是如何杀死沉睡中的受害者的，但这是朝着提高噬菌体疗法的疗效和应对超级细菌灾难的方向迈出的充满希望的一步。这项研究发表在《自然通讯》杂志上。 ... PC版： 手机版：

科学家发现一种研发疫苗的更好方法

科学家发现一种研发疫苗的更好方法 促进血细胞产生针对特定病毒蛋白的抗体是开发人用疫苗的重要一步。这对研究人员来说具有挑战性，因为受试者是否产生抗体取决于科学家如何设计和施用抗原，抗原是他们为测试疫苗有效性而施用的病毒的一部分。病毒研究的一个非常重要的方面是如何表达和纯化用于疫苗接种的抗原。用制备好的抗原对动物进行免疫，动物会产生针对抗原的特异性抗体。但科学家必须分离抗原，以确保他们开发的疫苗能够针对他们希望防治的特定疾病。一旦研究人员纯化了抗原，他们就能研制出疫苗，引导受试者产生所需的抗体。但在尝试开发实验室生产的抗原时，这种分离工作尤其耗时，因为病毒通常会迅速变异。科学家可能需要数周时间才能开发出正确的抗原。科学家们开发出了一种诱导目标特异性免疫反应的新方法。通过将抗原蛋白融合到一种源于四泛蛋白的锚膜结合蛋白中，研究人员创造出了主要显示在人体细胞表面的融合蛋白。载体蛋白将蛋白质暴露在细胞表面，诱导产生针对适当、相关抗原的抗体。另外一个优点是，这些抗原与病毒中的相应蛋白质具有相同的构象和修饰，因为它们是由与病毒自然感染的人体细胞相似的细胞制造的。这种新的显示技术有可能成为一种更可靠的免疫技术。在这项研究中，研究人员能够诱导出针对不同蛋白质的抗体，重点是导致 2019 年冠状病毒病（COVID-19）的SARS-CoV-2 病毒的受体结合域。开发出的锚蛋白使科学家们能够针对特定疾病进行免疫，而无需纯化抗原。研究人员深信，这项技术可以大大加快免疫过程。论文作者之一丹尼尔-伊万诺维奇（Daniel Ivanusic）说："这项工作基于 SARS-CoV-2 的受体结合结构域，仅仅是一项非常有趣的免疫技术的开端。对我们来说，采用 tANCHOR 技术最具挑战性、最重要也最令人兴奋的应用是诱导针对 HIV-1 的中和抗体。我认为这将是一项伟大的工作！"编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

日本新研究探明一种治疗乳腺癌机制

日本新研究探明一种治疗乳腺癌机制 日本一项新研究发现，在乳腺癌药物诱导癌细胞老化的过程中有一种蛋白质发挥了重要作用，探明这个机制有助于开发治疗乳腺癌的新方法。 新华社报道，日本京都大学等机构研究人员日前在国际学术期刊《通讯-生物学》上发表论文说，两种主要治疗乳腺癌的药物阿霉素和阿贝西利能够让乳腺癌细胞老化，在相关过程中有一种名为“ATP6AP2”的蛋白质发挥了重要作用。 研究发现，这种蛋白质能够维持细胞内的酸碱度，在经相关药物治疗的癌细胞中，ATP6AP2的浓度下降，使癌细胞出现酸化等变化，从而导致癌细胞老化，帮助控制癌症。 京都大学发布的新闻公报说，这项成果有望推动研发针对乳腺癌的新疗法以及防止乳腺癌复发的方法。但研究人员也表示，目前尚不清楚细胞内酸碱度的变化如何进一步影响免疫系统，接下来将展开相关研究以更好地探索治疗癌症的方法。 2023年12月3日 9:44 PM

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：

科学家开发出遏制阿尔茨海默病发展的潜在新方法

科学家开发出遏制阿尔茨海默病发展的潜在新方法 科罗拉多大学安舒茨分校的研究人员发现了一种针对这种疾病的新方法，抑制一种关键蛋白可以阻止阿尔茨海默病中经常观察到的对突触和树突棘的损害。这项研究的第一作者是科罗拉多大学医学院药理学和分子医学博士课程的学生泰勒-马丁内斯（Tyler Martinez），最近发表在《eNeuro》杂志上。研究人员利用啮齿类动物的神经元发现，用一种名为"nutlin"的实验性抗癌药物靶向一种名为Mdm2的蛋白质，可以阻止阿尔茨海默病（AD）中积累的神经毒性淀粉样蛋白-b肽过度修剪突触。该研究的资深作者、中大医学院药理学系副主任马克-德尔阿夸（Mark Dell'Acqua）博士教授说："与注意力缺失症相关的认知障碍与树突棘和兴奋性突触的丧失有关，尤其是在海马区。"Dell'Acqua说，修剪多余的树突棘突触在出生后的大脑中是正常的，但在老年痴呆症中会异常加速，导致记忆和学习能力丧失。他说："当淀粉样蛋白b存在时，当这种蛋白质Mdm2被不适当地开启，就会导致突触的修剪。淀粉样蛋白-b是在AD患者大脑中发现的淀粉样蛋白斑块的主要成分。当我们在神经元上使用抑制Mdm2的药物时，它完全阻止了淀粉样蛋白b引发的树突棘脱落。因此，抑制这种蛋白质显然是有效的"。树突棘从树突（神经元的组成部分）中伸出，接收对学习和记忆至关重要的突触信号。神经技术中心主任 Dell'Acqua 指出，有关注意力缺失症疗法的大部分研究往往侧重于消除大脑中的淀粉样蛋白斑块。他说："抗淀粉样蛋白疗法是否是AD治疗的全部和终结，还存在疑问，即使患者能忍受高昂的费用，疗效也值得怀疑。我们认为也有可能通过阻断淀粉样蛋白b的某些影响来干预这一过程。可以通过靶向Mdm2进行干预。"下一步是确定它们是否能在动物模型中阻止注意力缺失症的发展。如果可以，将来就可以进行人体试验。针对 Mdm2 的药物已经开发出来，并已进入癌症临床试验阶段，但仍需美国食品及药物管理局的批准。Dell'Acqua 说："这是令人鼓舞的第一步，为我们提供了新的线索。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：