揭秘细菌的“抗病毒盾牌”：科学家如何筛选噬菌体耐受基因

一、科技前沿

在细菌与噬菌体的持久战中，科学家们正在探索细菌如何部署其“抗病毒盾牌”——即噬菌体抗性基因。最近，一项创新性研究为我们揭示了如何精确筛选和识别这些关键基因，为我们理解微生物防御机制打开了新窗口。

二、筛选技术

这项研究中，科学家们采用了三种前沿的高通量遗传筛选技术，以大肠杆菌为模型，系统地绘制了对抗14种不同噬菌体的遗传抗性图谱。以下是他们采用的筛选方法：

1、随机条形码转座子测序（RB-TnSeq）

通过将带有唯一DNA条形码的转座子插入到大肠杆菌基因组中，科学家们能够追踪每个突变体在噬菌体攻击下的生存能力。这种方法允许他们识别出那些在噬菌体存在下能够提高细菌适应度的基因。

2、CRISPR干扰（CRISPRi）技术

利用CRISPRi技术，研究人员能够部分抑制基因的表达，从而研究这些基因在噬菌体感染中的作用。这种方法特别适用于研究那些必需基因，因为它们不能被完全敲除。

3、双条形码射击库测序（Dub-seq）

通过克隆大肠杆菌基因组的片段，并在这些片段上附加条形码，Dub-seq技术允许科学家们研究基因过表达对噬菌体抗性的影响。这种方法揭示了那些通过增加基因剂量就能提高细菌抗性的基因。

三、研究意义

这些筛选方法不仅为我们提供了一种全新的视角来观察细菌如何抵抗噬菌体的侵袭，而且为开发新型噬菌体疗法提供了潜在的靶点。通过这些方法，科学家们能够快速识别出那些在噬菌体感染中起关键作用的基因，这对于理解细菌的防御机制和开发新的治疗策略具有重要意义。

四、未来展望

随着对噬菌体抗性基因的进一步研究，我们有望开发出更有效的噬菌体疗法，以对抗那些对传统抗生素产生抗性的细菌。这项研究不仅为微生物学领域带来了新的洞见，也为公众提供了对抗超级细菌的新希望。

参考文献：Mutalik VK, Adler BA, Rishi HS, Piya D, Zhong C, et al. (2020) High-throughput mapping of the phage resistance landscape in E. coli. PLOS Biology 18(10): e3000877. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000877