合成病毒以解決抗菌素耐藥性
國家物理實驗室(NPL)和倫敦大學學院(倫敦大學學院)設(shè)計了一種全新的人工病毒,可以在首次接觸時殺死細菌,如Nature Communications所述。
抗生素耐藥性已成為一項日益增長的全球挑戰(zhàn),全球有超過70萬人每年因抗藥性感染而死亡。因此,抗生素的發(fā)現(xiàn)遠遠落后于其歷史速度,傳統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)方法已經(jīng)耗盡。NPL正在應(yīng)對技術(shù)和創(chuàng)新挑戰(zhàn),包括支持合成/工程生物學的實施。
根據(jù)NPL通過幫助開發(fā)新抗生素解決全球抗菌藥物耐藥性威脅的方法,NPL和UCL的一組研究人員設(shè)計了一種純?nèi)斯げ《荆軌蛟诮佑|時殺死細菌。
這種新病毒使用相同的幾何原理構(gòu)建,這些原理確定了天然存在的病毒的結(jié)構(gòu),稱為多面體衣殼。由此產(chǎn)生的合成病毒充當20納米球形“無人機”,在識別細菌細胞后,以子彈速度和功效攻擊其細胞壁。
與傳統(tǒng)抗生素相比,這些人工病毒作為一個整體處理細菌,從破壞細菌細胞中最復雜但脆弱的部分開始 - 它的膜。這提供了優(yōu)于抗生素的優(yōu)點,抗生素必須達到并擊中細菌細胞內(nèi)的單個靶標才有效。
這種行動意味著細菌不太可能對病毒產(chǎn)生抗藥性- 為可能更有效的抗性細菌治療打開了大門。
此外,由于此類病毒不會影響人類細胞,但能夠像病毒一樣感染它們,它們有基因傳遞和基因編輯的希望 - 基因治療和合成生物學的核心能力- 以及殺死隱藏在人體內(nèi)的細菌細胞。
NPL生物計量學科學領(lǐng)導人Max Ryadnov:
“這項工作增加了不斷增長的工程測量方法和材料工具箱,正在開發(fā)NPL,以實現(xiàn)合成生物學在工業(yè)和醫(yī)療保健方面的全部潛力。該研究還可為傳染病的替代治療提供長期和創(chuàng)造性的解決方案。緊急需要。”
倫敦大學學院生物物理學教授Bart Hoogenboom:
“當我們在實驗中將細菌模型膜暴露于這些合成病毒時,結(jié)果是毀滅性的:在幾分鐘內(nèi),膜被完全破壞。”
該研究結(jié)果為研究和治療用途的示例性合成生物學工具鋪平了道路,同時展示了創(chuàng)新測量如何有效地應(yīng)對現(xiàn)實生活中的挑戰(zhàn)。
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