隆德的研究人员发现了一种抗毒素机制,它似乎能够中和数百种不同的毒素,并可能保护细菌免受病毒攻击。这种药物被命名为panacea(万灵药),这个名字已经成为万能疗法的同义词。研究人员说,对细菌毒素和抗毒素机制的了解将对所谓的噬菌体治疗抗生素耐药性感染的未来成功至关重要。这项研究已经发表在pNAS

所谓的毒素-抗毒素系统,是许多细菌DNA基因组的一种开关,越来越多的人发现它可以保护细菌免受噬菌体(感染细菌的病毒)的攻击。毒素的激活使细菌种群进入一种封锁状态,从而限制生长,从而限制病毒的传播。因此,了解这些系统的多样性、机制和进化对于噬菌体治疗抗生素耐药性感染的最终成功至关重要。-毒素-抗毒素对由一个编码毒素的基因和一个邻近的编码抗毒素的基因组成,毒素能显著抑制细菌生长,抗毒素能抵消毒性作用。这就像把一瓶毒药和一瓶解药放在一起。隆德大学的研究人员和小组负责人杰玛·阿特金森解释说,虽然毒素-抗毒素对以前已经被发现与新的毒素或抗毒素相关联,但在万灵药中看到的中和能力的规模——所谓的过度乱交——是前所未有的。

领导这项研究的博士生、共同第一作者查扬·库马尔·萨哈(Chayan Kumar Saha)编写了一个计算机程序,用于分析细菌基因组中彼此相邻的各种基因。然后,研究小组用这种工具预测了在他们之前研究过的一些非常有效的毒素旁边发现的新的抗毒素基因。-我们惊讶地发现,一种特殊的抗毒素蛋白折叠可以被发现与几十种不同的毒素形成类似抗毒素的排列。这些毒素中有许多是科学界从未接触过的。另一位第一作者、隆德大学的仓田达明(Tatsuaki Kurata)通过实验证实,其中几个系统是真正的毒素,被邻近的抗毒素基因中和。

这项研究表明,到目前为止,我们对毒素-抗毒素系统多样性的了解可能只是冰山一角,可能有一系列类似的系统直到现在才被发现。-新的毒素-抗毒素系统的发现不仅对理解细菌生物化学的奇妙世界很重要,而且对所谓的抗抗生素感染噬菌体疗法也很重要。随着细菌对抗生素的耐药性越来越强,需要其他方法来消除感染。噬菌体疗法的原理是用噬菌体(感染细菌的病毒)的混合物来治疗病人,以杀死引起感染的细菌。然而,细菌携带着各种防御系统来保护自己免受噬菌体的伤害,其中包括毒素-抗毒素系统。- Gemma Atkinson解释说,因此,识别病原体的毒素-抗毒素系统,可能有助于我们未来设计能够对抗这一防御层的噬菌体疗法。那么,下一步的研究是什么呢?-我们现在正试图在普遍的规模上找到新的毒素-抗毒素系统,并了解它们在噬菌体防御中的作用。我们也对毒素-抗毒素系统可能的生物技术应用感兴趣,因为这些系统可以被认为是细菌生物学核心方面的开关。整套的毒素-抗毒素系统可以成为调节细菌代谢和控制细菌细胞资源的分子工具箱。这在工业和制药生产中是很重要的,因为细菌被用来产生感兴趣的分子。

文章标题

A hyperpromiscuous antitoxin protein domain for the neutralization of diverse toxin domains