噬菌体大战细菌防御系统:一场看不见的科幻战争

噬菌体大战细菌防御系统:一场看不见的科幻战争

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来源:王芮杰
2025-03-13 10:18:04
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核心提示:利用基因编辑技术改造噬菌体,使其能够有效克服细菌的Tmn防御系统,为未来的噬菌体疗法奠定了基础。

在我们肉眼无法看见的微观世界里,噬菌体和细菌之间的战斗从未停止。随着抗生素耐药性问题日益严峻,科学家们正转向一种古老的生物武器——噬菌体疗法。但这里有个小插曲:细菌可不是省油的灯,它们拥有各种各样的防御机制来对抗噬菌体的入侵。不过别担心,科学的力量总能找到解决之道。

最新发表于《Communications Biology》杂志上的一项研究展示了如何通过基因工程改造噬菌体,使其能够绕过细菌的Tmn防御系统,成功地对细菌发起攻击。这项由日本国立传染病研究所等机构的研究人员完成的工作,为我们揭示了噬菌体与细菌之间这场看不见的战争的新策略。

研究人员发现了一种名为ΦSMS22的噬菌体,它携带着一个特殊的基因ORF35,这个基因编码了一种能够抑制Tmn功能的蛋白质,使得ΦSMS22能够在携带Tmn系统的细菌中存活并繁殖。更令人兴奋的是,当把这个基因导入到原本会被Tmn系统阻止的噬菌体ΦKSS9中时,后者竟然也获得了逃避Tmn免疫的能力!

但这还不是全部。研究团队还发现了一个有趣的突变——nmad5基因的一个单点突变可以阻止Tmn识别噬菌体的存在。这意味着,即使不引入新的基因,仅仅改变现有的某些基因,也可以让噬菌体躲过细菌的雷达。这就好比是给噬菌体穿上了一件隐形斗篷,让它可以在敌人的眼皮底下悄悄行动而不被发现。

为了验证这些发现,研究人员进行了大量的实验,包括构建不同的噬菌体变异株,并测试它们对带有Tmn系统的细菌的感染能力。结果表明,无论是通过添加抗Tmn蛋白还是通过突变nmad5基因,都可以显著提高噬菌体克服细菌防御系统的能力。

这项研究不仅为开发更有效的噬菌体疗法提供了理论基础,也为理解噬菌体与宿主相互作用开辟了新的视角。正如文章所展示的那样,在微生物的世界里,每一步前进都可能意味着生命与死亡之间的微妙平衡。

总结来说,这项研究表明,通过基因工程技术,我们可以赋予噬菌体避开或直接对抗细菌防御系统的能力,从而为未来治疗耐药性细菌感染提供了一种新颖且有潜力的方法。在这场微小却激烈的战役中,噬菌体或许将成为人类对抗超级细菌的秘密武器。

参考来源:

Yamashita, W., Chihara, K., Azam, A.H. et al. Phage engineering to overcome bacterial Tmn immunity in Dhillonvirus. Commun BiolIF, 8, 290 (2025). https://doi.org/10.1038/s42003-025-07730-8.

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