麻省理工学院的工程师们已经证明，利用一种可以使任何目标基因失效的基因编辑系统，他们可以选择性地杀死携带有害基因的细菌，这些有害基因会产生抗生素耐药性或导致疾病。

 

近年来，出现了新的细菌菌株，它们甚至能抵抗最强大的抗生素。每年，这些超级细菌，包括耐药结核病和葡萄球菌，在全国范围内感染了超过200万人，并导致至少23000人死亡。尽管迫切需要新的治疗方法，但在过去十年里，科学家们发现的新抗生素种类非常少。

 

麻省理工学院的工程师们现在用一种强大的新武器对付这些超级细菌。他们使用了一种可以禁用任何目标基因的基因编辑系统，表明他们可以选择性地杀死携带有害基因的细菌，这些有害基因会带来抗生素耐药性或导致疾病。天富登录测速

 

在生物工程、电气工程和计算机科学副教授蒂莫西·卢的带领下，研究人员在9月21日的《自然-生物技术》上描述了他们的发现。上个月，卢教授的实验室报告了一种对抗耐药细菌的不同方法，即识别使细菌对抗生素更敏感的基因组合。

 

陆教授希望这两种技术都能带来新药，帮助对抗耐药细菌带来的日益严重的危机。

 

他说:“这是一个非常关键的时刻，新的抗生素越来越少，但越来越多的抗生素耐药性正在进化。”“我们一直对寻找对抗抗生素耐药性的新方法感兴趣，而这些论文提供了两种不同的策略。”

 

减少阻力

 

大多数抗生素通过干扰细胞分裂或蛋白质合成等关键功能发挥作用。然而，一些细菌，包括令人敬畏的MRSA(耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)和CRE(耐碳青霉烯类肠杆菌科)，已经进化到几乎无法用现有药物治疗。

 

在新的《自然》生物技术研究中，研究生罗伯特·西托里克和马克·米米与卢一起研究使细菌在抗生素治疗中存活下来的特定基因。CRISPR基因编辑系统为寻找这些基因提供了完美的策略。天富登录注册

 

CRISPR最初是由研究细菌免疫系统的生物学家发现的，它涉及一组蛋白质，细菌利用这些蛋白质来保护自己免受噬菌体(感染细菌的病毒)的攻击。这些蛋白质中的一种叫做Cas9的dna切割酶，与靶向特定序列的短RNA引导链结合，告诉Cas9在哪里进行切割。

 

卢和同事们决定用细菌自己的武器来对付它们。他们设计了他们的RNA引导链，以针对抗生素耐药性的基因为目标，包括NDM-1酶，这种酶可以让细菌抵抗广泛的-内酰胺类抗生素，包括碳青霉烯类。编码NDM-1和其他抗生素耐药性因素的基因通常携带在质粒上——从细菌基因组中分离出来的环状DNA链——这使得它们更容易在人群中传播。

 

当研究人员使用CRISPR系统对抗NDM-1时，他们能够专门杀死99%以上携带NDM-1的细菌，而细菌耐药的抗生素并没有诱导任何显著的杀死。他们还成功地锁定了另一个编码SHV-18的抗生素耐药性基因，SHV-18是一种对喹诺酮类抗生素产生耐药性的细菌染色体突变，以及肠出血性大肠杆菌的一种毒力因子。

 

此外，研究人员还表明，CRISPR系统可以根据细菌的基因特征，选择性地从不同的细菌群落中移除特定的细菌，从而开启了“微生物组编辑”的潜力，超越了抗菌应用。

 

为了让CRISPR成分进入细菌中，研究人员创造了两种运载工具——在质粒上携带CRISPR基因的工程细菌，以及与细菌结合并注入基因的噬菌体颗粒。这两种载体都成功地将CRISPR基因在耐药细菌中传播开来。将CRISPR系统输送到感染了有害大肠杆菌的蜡虫幼虫中，可以增加幼虫的存活率。

 

 

研究人员现在正在老鼠身上测试这一方法，他们预计这项技术最终可以用于传送CRISPR组件，以治疗感染或清除人类病人身上的其他有害细菌。

 

“这项工作代表了一种非常有趣的基因方法，可以直接杀死耐抗生素的细菌，这在原则上有助于对抗过度广谱治疗导致的抗生素耐药性传播，”Ahmad Khalil说。他是波士顿大学生物医学工程的助理教授，并不是研究团队的成员。