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携带CRISPR基因编辑器进入葡萄球菌可以杀死病原体

让细菌变得危险的DNA片段可以被用来杀死细菌。

一段被称为致病性岛的DNA可以在菌株之间跳跃,引入新的产生毒素的基因,这通常会使菌株更加有害。科学家们现在已经通过用小鼠体内的致病性金黄色葡萄球菌致残或死亡的基因来取代产生毒素的基因,从而改变了致病性岛屿。研究人员9月24日在《自然生物技术》杂志上发表报告说,如果这种方法对人类有效,它可能会提供一种传统抗生素的替代品,有朝一日可以用于对抗致命的耐药葡萄球菌菌株。

致病性孤岛已经为这种内部工作做好了准备:DNA的延伸自然地捆绑成小包裹,很容易进入细菌,传递新的基因。研究人员把这些包裹变成了特洛伊木马,用基因编辑工具CRISPR/Cas9的序列取代了产生毒素的基因,CRISPR/Cas9可以在特定的地方剪切DNA。

在一个版本中,Cas9切断了葡萄球菌的DNA,杀死了细菌。在另一篇文章中,CRISPR/Cas9的修改版本没有进行任何剪切;相反,Cas9锁定在一个控制葡萄球菌的危险程度的基因上,从而降低了它们引起感染的效率。

研究人员在老鼠身上测试了这些dna包裹,他们称之为“无人机”。这两种方法在小鼠皮肤下注射后都阻止了动物脓肿的形成。接受了这种杀菌方式的老鼠在体内注射了金黄色葡萄球菌后存活了下来。

这种无人机疗法有点类似于噬菌体疗法,是抗生素的一种替代疗法,在这种疗法中,患者会被注射一种混合了不同噬菌体的病毒(SN Online: 5/20/13)。噬菌体疗法通常用于治疗多药耐药感染,目前在美国还未获准使用,但在东欧很常见。

但是,纽约大学医学院的微生物学家理查德·诺维克(Richard Novick)说,无人机的方法更简单。噬菌体要杀死一个细胞,它需要在细胞内繁殖。但对于无人机来说,“它只需要表达一个基因,就能杀死细菌。”

这是一种针对葡萄球菌的非常有效的方法,里士满弗吉尼亚联邦大学医学院的微生物学家Gail Christie说。

不过,这种新方法可能仍然存在阻力。一些菌株对两种治疗方法都没有反应。诺维克说,如果这种方法在临床上被使用——这仍然是一段很长的路要走——病人很可能会收到无人机,以几种不同的方式瞄准细菌。

他说,下一步是在葡萄球菌引起的其他感染中测试该系统,比如肺炎。

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