科學家從頭創造病毒對抗抗生素耐藥細菌

科學家從頭創造病毒對抗抗生素耐藥細菌

近一個世紀以來，人們再次對噬菌體產生了興趣。這種興趣的興起是因為抗生素耐藥性成為全球健康的重大威脅。來自新英格蘭生物實驗室 (NEB®) 和耶魯大學的研究團隊宣佈，他們成功開發了一個全合成系統，用於編輯靶向噬菌體。這一方法主要針對銅綠假單胞菌，這種細菌在世界各地構成了嚴重的抗生素耐藥性風險。

銅綠假單胞菌是一種高度抗生素耐藥性的病原體，NEB 的高複雜性 Golden Gate Assembly (HC-GGA) 平台使得研究人員能夠使用數字 DNA 運算設計和構建噬菌體。通過引入點突變，研究團隊不僅可以改變噬菌體感染的細菌種類，還添加了熒光標記來實時追蹤感染過程。

共同第一作者、NEB 的研究科學家安迪·西凱馬 (Andy Sikkema) 認為：「細菌工程在最好的情況下也是勞動密集型的。這項合成方法代表了一種技術進步，提高了簡單性、安全性和速度，為生物發現和治療發展鋪平了道路。」

NEB 的 Golden Gate Assembly 平台使得科學家可以在細胞外組裝整個噬菌體基因組，在此過程中整合所有計劃的遺傳變化。當這些基因組被引入實驗室中的菌株時，便會成為活躍的噬菌體。

這種新的合成方法克服了傳統噬菌體研究中長期存在的挑戰。以往的研究依賴於物理處理噬菌體樣品和特定宿主細菌的使用，特別是在處理人類傳播的危險病原體時更具挑戰性。而新方法避開了在活細胞內重複篩選或逐步基因編輯的需求。

NEB 的 Golden Gate Assembly 使用較短的 DNA 片段進行組裝，這些片段更易於製造、對宿主細胞毒性小且出現錯誤的可能性低。該方法適用於包含重複序列和高 GC 含量的噬菌體基因組，這兩者都使 DNA 組裝變得複雜。通過簡化流程並擴展技術上的可能性，該方法顯著擴大了噬菌體開發的潛力。

NEB 和耶魯大學的研究人員密切合作，將合成工程噬菌體方法應用於針對抗生素耐藥性細菌的治療。這種快速合成的方法已經在多個研究中得到驗證，包括與匹茲堡大學 Hatfull 實驗室和 Ansa Biotechnologies 合作發表的研究成果。

康奈爾大學的研究人員也利用 NEB 的技術開發了一種合成工程噬菌體 T7 作為生物傳感器。這些努力為科學家提供了更強大的工具，用於探索新的治療方法，尤其是針對抗生素耐藥性感染的靶向治療。