檸檬掌握操縱藥物製造細菌的秘密

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佐治亞大學的研究人員發現了一種將DNA轉移到鏈黴菌中的方法,這是一種土壤傳播細菌,製藥公司目前從中製備數百種抗生素和一些抗癌藥物。他們的研究結果線上發表於5月22日出版的《美國國家科學院院刊》,為科學家們對這些生物進行基因工程改造開闢了道路——這種能力應該使製藥公司更容易開發新藥。

雖然其他生物體可以很容易地被操縱——例如,大腸桿菌是微生物學家的細菌豚鼠——但鏈黴菌非常不情願吸收外源DNA。多年來,科學家們使用稱為噬菌體的病毒(感染細菌並將DNA片段運輸到宿主中)來獲得基因改造的大腸桿菌。同樣的策略對於操縱鏈黴菌毫無用處。

珍妮特·韋斯特法林和佐治亞大學的兩名學生朱莉·伯克和大衛·施耐德懷疑為什麼這種方法會失敗:受感染的細菌屈服於病毒——這種現象稱為超感染殺傷。為了驗證他們的假設,他們轉向檸檬酸,一種在檸檬、酸橙和橙子等水果中含量豐富的物質,也可以降低噬菌體的毒力。透過新增少量的檸檬酸並降低溫度,研究人員發現他們實際上可以避免細菌中致命的病毒感染。更重要的是,他們成功地將一些標記基因從一種鏈黴菌菌株轉移到另一種菌株。


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這一發現可能是加速新藥開發的一個重大突破。至少有二十幾種鏈黴菌(已知自然界中存在數百種)是鏈黴素、氯黴素和抗癌藥物博來黴素等藥物的主要來源。但是,人們對它們的生物學以及它們如何製造這些分子知之甚少。如今,大多數製藥公司透過使用耗時且成本高昂的程式測試成千上萬或數百萬個細菌樣本來尋找新的抗生素。雖然病原體對抗生素產生耐藥性的速度很快,但土壤細菌的進化速度太慢,無法跟上。“如果能夠操縱產生它們的生物體,那麼就有許多[新藥]等待開發,”韋斯特法林說。“洗牌現有藥物的遺傳途徑的能力可能會產生[新化合物],而這些化合物不會產生耐藥性。”

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