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从匹兹堡大学获得最有趣和最重要的故事。由于抗菌素耐药性继续使一些抗生素的使用过时,一些人转而使用杀菌病毒来治疗急性感染和一些慢性疾病。
球速体育大学Kenneth P. Dietrich艺术与科学学院的Eberly家族生物技术教授Graham Hatfull率先使用这些病毒——噬菌体,简称噬菌体——来治疗慢性疾病的感染,如囊性纤维化。尽管耐药性的重要性可能在抗生素的早期发现之前就被忽视了,但哈特福仍致力于了解细菌球速体育是如何对噬菌体产生耐药性的。
他的实验室刚刚发现了细菌的特定突变球速体育是如何导致噬菌体耐药性的。球速体育研究结果发表在2月23日的《自然微生物学》杂志上。
他的团队开发的新方法和工具也使他们有机会以前所未有的细节观察噬菌体攻击细菌的过程。随着噬菌体疗法应用的扩大,这些工具可以帮助其他人更好地了解不同的突变球速体育是如何保护细菌免受噬菌体入侵的。
在这项球速体育研究中,球速体育研究小组从耻垢分枝杆菌开始,耻垢分枝杆菌球速体育是导致结核病、麻风病和其他难以治疗的慢性疾病的细菌的无害亲戚。然后,他们分离出一种突变的细菌,这种细菌可以抵抗一种叫做fionnharth的噬菌体的感染。
为了了解lsr2基因的特定突变如何帮助这些耐药细菌对抗噬菌体,球速体育研究小组首先需要了解噬菌体如何在没有相关突变的情况下杀死细菌。
卡洛斯·格雷罗-布斯塔曼特(Carlos Guerrero-Bustamante)球速体育是哈特富尔实验室的一名四年级球速体育研究生,他为这项球速体育研究设计了两种特殊的噬菌体。其中一些在进入细菌细胞时产生红色荧光。另一些噬菌体的DNA片段会附着在荧光分子上,这样噬菌体DNA就会在被感染的细胞中发光。
根据荧光信标,“我们可以看到噬菌体DNA进入细胞的位置,”格雷罗-布斯塔曼特说。他们使用的成像方法球速体育是由查尔斯·杜尔伯格(Charles Dulberger)设计的,他球速体育是该论文的合作者和第一作者之一,当时在哈佛大学陈曾熙公共卫生学院工作。
“我们第一次看到噬菌体球速体育是如何迈出与细胞结合的第一步,并将它们的DNA注射到细菌中,”哈特福说,他也球速体育是霍华德休斯医学球速体育研究所的教授。“然后我们运用这些见解来问,‘那么,如果我们去除Lsr2蛋白,它会有什么不同?’”
Lsr2和噬菌体抗性之间的联系以前并不为人所知,但通过他们的新方法和工具,球速体育研究小组清楚地看到了它所起的关键作用。
通常,Lsr2帮助细菌复制自己的DNA。然而,当噬菌体攻击时,病毒会选择这种蛋白质,用它来复制噬菌体DNA并压倒细菌。当lsr2基因缺失或有缺陷时——就像抗噬菌体的耻垢分枝杆菌一样——细菌就不能制造这种蛋白质,噬菌体也不能复制到足以接管细菌细胞的程度。
这球速体育是一个惊喜。
“我们不知道Lsr2与噬菌体有任何关系,”哈特福说。
这些新工具可以用来揭示噬菌体抗性细菌基因中所写的各种惊喜。它还可以帮助今天的球速体育研究人员和未来的临床医生更好地了解和利用噬菌体的能力,同时避免导致抗生素耐药性的失误。
“这篇论文只关注一种细菌蛋白”,它对一种噬菌体的抵抗力,哈特福说,但它的意义很广泛。“有很多不同的噬菌体和许多其他蛋白质。”
——Brandie Jefferson,摄影:Aimee Obidzinski