靶向多重耐药细菌的个性化治疗噬菌体的无细胞生产

最新的研究提出了一种无细胞噬菌体生产和分析流程——“phactory”（图1）。首先，研究者基于大肠杆菌细胞提取物、缓冲液和代谢物的无细胞系统与纯化的噬菌体 DNA 混合，从而组装出功能性噬菌体（实验验证该体系可以实现革兰氏阳性或阴性菌的噬菌体组装）并通过高分辨率液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）对组装得到的噬菌体蛋白进行分析。随后，作者利用时间分辨质谱法和噬菌体测定法将蛋白质表达与噬菌体组装相关联，以分子精度分析紧密协调的蛋白质表达。该方法可以实现对于不同蛋白合成以及噬菌体最终组装完全的全程监测。值得注意的是，因为蛋白可以很容易在无细胞系统中表达，因此该体系可以在不改变噬菌体基因组的情况下在蛋白质水平上设计噬菌体（如加入His标签或荧光标记）。并且，由于这种蛋白质水平上的改变只发生在专门设计的无细胞体系中，因此当噬菌体进行一轮复制后可以完全消除这种非天然的改变。

总而言之，新提出的“phactory”体系能够快速、可靠且不依赖宿主生产各种噬菌体，包括治疗性噬菌体。这个多功能平台允许对噬菌体蛋白质组进行系统分析，并在蛋白质水平上对噬菌体进行生物工程改造，这对于日益增长的耐药致病菌定制化噬菌体的开发和应用具有重要意义。

图1：用于治疗性噬菌体逆向和正向工程的无细胞平台“phactory”

参考来源：1. Emslander Q, Vogele K, Braun P, Stender J, Willy C, Joppich M, Hammerl JA, Abele M, Meng C, Pichlmair A, Ludwig C, Bugert JJ, Simmel FC, Westmeyer GG. Cell-free production of personalized therapeutic phages targeting multidrug-resistant bacteria. Cell Chem Biol. 2022 Sep 15;29(9):1434-1445.e7. doi: 10.1016/j.chembiol.2022.06.003. Epub 2022 Jul 11. PMID: 35820417.