战胜大自然的抗真菌武器库

战胜大自然的抗真菌武器库感染植物的寄生真菌是一项重大的经济负担,因为它们会造成农作物的重大损失。这极大地刺激了科学家去了解植物与真菌之间的相互作用。许多植物通过产生杀死真菌的小分子来抵御真菌。Rocaglates就是这样一个抗真菌药家族,它通过与一种名为elF4A的分子结合来发挥作用,真菌和动植物一样,都需要这种分子来制造必需的蛋白质。岩崎慎太郎以前在美国办公室里的Aglaia植物,尽管生产抗真菌化合物rocaglate,但还是感染了真菌(下图)。岩崎的团队发现了真菌是如何躲避rocaglate的作用并感染Aglaia的。图片来源:©2023RNA系统生物化学实验室现在,理化学研究所RNA系统生物化学实验室的岩崎慎太郎(ShintaroIwasaki)及其合作者发现了一种真菌物种,它能够避免rocaglates的致命影响。"这一发现在很大程度上归功于偶然性。"岩崎说:"这是一次偶然的意外。当时,他在美国研究一种名为米仔兰的普通家庭植物。岩崎随后来到日本理化学研究所工作,但由于外国植物的进口限制,他无法带走这种植物。"岩崎说:"于是,我让实验室的一名学生给植物浇水,让它保持健康,因为进一步的实验可能需要它。但这名学生浇水过多。"结果,植物感染了真菌。这让岩崎大吃一惊,因为Aglaia能产生鳞片,因此本应免受真菌感染。理化学研究所RNA系统生物化学实验室的岩崎慎太郎(左一)和他的研究小组证明,eIF4A的一种突变形式使真菌能够躲避植物产生的rocaglates的毒性作用。图片来源:©2023RIKEN岩崎和他的团队对这种真菌如何生存感到好奇,于是开始对它进行分析。他们发现,这种真菌的elF4A编码基因与普通的elF4A基因只有一处不同。这个点突变产生了一种略微改良的elF4A形式,它无法与rocaglates结合,从而保护它们不受真菌的侵害。为了证明情况确实如此,岩崎将该基因转移到一种感染黄瓜的真菌上,结果发现,即使使用一种从rocaglates中提取的化学物质,真菌也能在黄瓜上茁壮成长。有趣的是,产生rocaglates的植物也采用了同样的策略来防止自己受到rocaglates的毒害。由于rocaglates在治疗COVID-19和癌症等疾病方面正引起人们的兴趣,这一发现可能与未来的疗法有关。"岩崎说:"有些人可能会发生与真菌类似的突变,从而无法从基于rocaglates的治疗中获益。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1372459.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1372459.htm

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科学家发现战胜致命真菌的新方法

科学家发现战胜致命真菌的新方法我们大多数人都熟悉脚气,这是一种相对无害的健康问题,去药店买点药就能解决。但其他真菌感染更为严重,念珠菌、隐球菌和曲霉菌每年造成数百万人死亡。与细菌对抗生素的耐药性一样,真菌对药物的耐药性也在全球范围内不断增长,除非现在就采取措施,否则在不久的将来,死亡人数很可能会上升。目前,只有三大类抗真菌药物,它们都通过破坏真菌细胞周围的屏障发挥作用。矛盾的是,尽管它们都能破坏屏障,但目前的治疗方法实际上非常特殊,也就是说,杀死一种真菌的方法可能无法杀死另一种真菌。一种真菌(C.neoformans)在三种条件下生长:未处理、使用亚致死剂量的脂肪酸合成酶抑制剂NPD6433处理和使用氟康唑处理。经NPD6433处理后,真菌的数量和毒力均有所降低。资料来源:理化学研究所这组研究人员希望找到另一种对抗有害真菌的方法,一种可以对抗多种真菌的方法。他们的方法是首先筛选结构多样的理化学研究所天然产物库(NPDepo),以对抗四种致病性酵母菌--三种念珠菌和一种隐球菌--这些酵母菌已被世界卫生组织确定为重要的人类病原体。他们一直在寻找一种能对所有四种酵母菌都产生影响的物质,这表明它可能对多种真菌有效。经过筛选,研究人员发现了几种化合物,它们能使这四种真菌中每种真菌的生长速度至少降低50%。在这三种化合物中,对人体细胞毒性最小的一种也能减少烟曲霉的生长,烟曲霉是一种极为常见的真菌,对免疫力低下的人来说是致命的。理化学研究所NPDepo将这种化合物命名为NPD6433。下一步是找出它的作用。针对近1000个不同的基因,研究人员研究了当酵母缺少一个基因拷贝时,NPD6433对酵母生长的抑制程度。他们发现,只有一个基因(脂肪酸合成酶)的减少会使酵母更容易受到NPD6433的影响。这一结果意味着,NPD6433很可能是通过抑制脂肪酸合成酶发挥作用,从而阻止脂肪酸在真菌细胞内生成。进一步的实验表明,NPD6433和另一种脂肪酸合成酶抑制剂Cerulenin能够杀死培养物中的多种酵母菌。最后一项实验测试了NPD6433在实验室活体模型生物--秀丽隐杆线虫(Caenorhabditiselegans)--中的治疗效果,秀丽隐杆线虫感染了一种致病性酵母菌,这种酵母菌通过肠道侵入人体后可引起全身感染。之所以选择秀丽隐杆线虫,是因为它的肠道和我们的一样。试验结果表明,用NPD6433治疗受感染的蠕虫后,死亡率降低了约50%。重要的是,对感染了对标准抗真菌药物有抗药性的酵母菌的蠕虫来说,情况也是如此。"耐药性真菌是一个日益严重的问题,而开发新药的线索为对付这些不断演变的病原体带来了希望,"该研究的主要作者YokoYashiroda说。"我们的研究表明,以脂肪酸合成为靶点是治疗真菌感染的一种很有前景的替代疗法,而且可能不需要为个别物种量身定制解决方案。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374785.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1374785.htm

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睡莲可能会扮演我们对抗真菌病原体时的超级英雄官方数据显示,每年约有8000名美国人死于真菌感染,但这一数字可能要高得多,因为许多病例未被诊断出来,而且作为一种"机会性病原体",真菌可以攻击衰弱的免疫系统,导致复杂的并发症。世界卫生组织去年呼吁对真菌病原体给予紧急关注,因为在气候变化的刺激下,真菌病原体正变得越来越普遍,威胁也越来越大。不过,也有一些好消息。俄克拉荷马大学(UO)的科学家们可能在一种睡莲或荷花中发现了一种分子,可以抵御真菌感染。俄克拉荷马大学道奇家族文理学院化学与生物化学系教授罗伯特-西切维奇(RobertCichewicz)说:"让我们感到兴奋的分子叫做persephacin。这一抗真菌发现似乎能对广谱的传染性真菌起作用,而且它对人体细胞无毒,这一点非常重要,因为目前的许多治疗方法都对人体有毒。"研究真菌长达二十年的Cichewicz指出,植物为抵御攻击而开发的策略可能是我们抵御病原体威胁的最佳选择。与细菌一样,病原真菌也能快速适应和规避现有的治疗方法;在生物进化的'军备竞赛'中,这是一项令人印象深刻的壮举,科学界不得不奋起直追。Cichewicz说:"真菌遍布植物界,植物和真菌经常一起工作。"其中一些真菌会杀死竞争对手,或阻止昆虫啃食植物。我们假设,如果这些居住在植物中的真菌(被称为内生菌)能够通过杀死入侵的真菌来帮助植物抵御感染,那么这些分子或许也能保护人类和动物免受真菌病原体的侵害。事实证明,我们是对的。"虽然它可能不是一颗银弹,但persephacin抵御真菌感染的能力是科学家们在这一令人沮丧的领域取得的一项有希望的进展。Cichewicz说:"抗真菌抗药性不断演变,这可能会提供一种新的选择。这就是为什么这种分子如此令人兴奋。"这项研究发表在《天然产品杂志》上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1375745.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1375745.htm

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鳄鱼免疫系统中的秘密武器可以帮助应对人类真菌感染科学家们首次发现了咸水鳄生理学中的一种独特成分,帮助其免疫系统识别和杀死真菌感染。正是这一点使它们能够在充满微生物和病原体的水域中无感染地生长,尽管在野外经常有因领土争端而留下的伤口。澳大利亚墨尔本拉特罗普大学的研究人员已经分离出一种独特的pH值感应机制,该机制由被称为防御素的小蛋白组成,可以检测到感染并提醒免疫系统。到目前为止,防御素的报警作用是这些爬行动物所独有的,在其他任何植物或动物中都没有被发现。这些发现为开发有效的、有针对性的人类真菌感染治疗方法提供了巨大的空间,由于抗生素耐药性的增加,真菌感染正变得越来越频繁。"鳄鱼有很好的抗真菌防御能力,"主要作者、拉筹伯大学的研究员ScottWilliams说。"我们解决了鳄鱼防御素的结构,它们看起来惊人地像人类的蛋白质,这意味着我们可以用它们作为模板来治疗人类的真菌感染。"防御素在20世纪80年代被发现,它是植物和动物免疫系统的一个组成部分,并帮助保护人们免受细菌和真菌等微生物病原体的侵害。研究主要集中在人类防御素上,但对这种蛋白质在许多其他物种中的作用却知之甚少。在咸水鳄中,防御素CpoBD13具有抗菌活性,可记录环境的pH值。它使动物的免疫系统能够识别哪个区域或细胞受到感染,然后攻击并杀死真菌病原体。"[鳄鱼]防御素能够根据pH环境改变其活性,因此我们可以设计其他防御素,根据感染的存在而关闭或开启,"Williams说。"一些治疗方法意外地作用于健康细胞,而这种机制可以帮助减少这些脱靶的影响,并集中于有害的东西。"研究人员认为他们的发现可能会导致开发具有pH值依赖性的合成防御素,可用于治疗人类的严重感染。该研究发表在《自然通讯》上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1347559.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1347559.htm

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科研人员在与致命真菌的斗争中寻找到革命性药剂大多数人都知道脚气,这是一种相对良性的健康问题,去药店买点药就能轻松解决。然而,由念珠菌、隐球菌和曲霉菌引起的其他真菌感染却要严重得多。事实上,这些真菌每年造成数百万人死亡。与细菌对抗生素的抗药性不断增强一样,全球范围内对抗真菌药物的抗药性也在不断上升。因此,如果不立即采取干预措施,在可预见的未来,死亡人数很可能还会增加。真菌(C.neoformans)在三种条件下生长:未处理、使用亚致死剂量的脂肪酸合成酶抑制剂NPD6433处理和使用氟康唑处理。经NPD6433处理后,真菌的数量和毒力均有所降低。资料来源:理化学研究所目前,抗真菌药物主要有三种。它们都是通过破坏真菌细胞周围的屏障来发挥作用的。有趣的是,尽管目前所有的治疗方法都以细胞屏障为目标,但它们却具有惊人的物种特异性。这种特异性意味着,对一种真菌有效的药物可能对另一种真菌无效。研究小组正寻求一种可针对多种真菌的替代策略来对抗有害真菌。他们的方法是首先筛选结构多样的理化学研究所天然产物库(NPDepo),以对抗四种致病性酵母菌。这些酵母菌包括三种念珠菌和一种隐球菌,被世界卫生组织确定为重要的人类病原体。他们的目标是找到一种能影响所有四种菌类的制剂,这表明它能有效对付多种真菌。筛选过程中发现了几种化合物,它们能使四种真菌中每一种的生长速度至少降低50%。剔除已知物质后,还剩下三种新的可能性。其中,对人体细胞毒性最小的一种化合物还能抑制曲霉的生长,而曲霉是一种对免疫力低下的人来说普遍存在的致命真菌。理化学研究所NPDepo将这种化合物命名为NPD6433,随后对其进行了进一步分析,以确定其作用机制。针对近1000个不同的基因,科学家们评估了当酵母缺少一个基因拷贝时,NPD6433对酵母生长的抑制程度。他们发现,只有一个基因(脂肪酸合成酶)的减少提高了酵母对NPD6433的易感性。这表明,NPD6433很可能是通过抑制脂肪酸合成酶来阻止真菌细胞内脂肪酸的合成。随后的实验证明,NPD6433和另一种脂肪酸合成酶抑制剂Cerulenin能够消灭培养物中的多种酵母菌。在最后的实验中,研究人员在实验室活体模型生物--秀丽隐杆线虫中测试了NPD6433的功效,该线虫感染了一种致病性酵母菌,这种酵母菌通过肠道侵入人体后可引起全身感染。之所以选择秀丽隐杆线虫,是因为它的肠道和我们的一样。试验结果表明,用NPD6433治疗受感染的蠕虫后,死亡率降低了约50%。重要的是,对感染了对标准抗真菌药物有抗药性的酵母菌的蠕虫来说,情况也是如此。"耐药性真菌是一个日益严重的问题,而开发新药的线索为对付这些不断演变的病原体带来了希望,"该研究的主要作者YokoYashiroda说。"我们的研究表明,以脂肪酸合成为目标是治疗真菌感染的一种很有前景的替代疗法,而且可能不需要为个别物种量身定制解决方案。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1375515.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1375515.htm

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