德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的生物學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出一種方法，可以快速篩查成千上萬種用于對抗感染的潛在藥物，這項(xiàng)創(chuàng)新有望應(yīng)對抗生素抗性細(xì)菌日益增長的禍害。該方法涉及改造細(xì)菌以產(chǎn)生和測試對其自身具有潛在毒性的分子。該方法的描述出現(xiàn)在Cell雜志的1月25日印刷版中。

在40年內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)新的抗生素類別 - 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)許多自然界中最容易獲得的抗生素，并且從頭開始創(chuàng)建和測試新抗生素的過程既緩慢又費(fèi)力 - 但是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對它們的需求很大。 。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)，抗生素使人類的平均壽命增加了大約20年。但隨著細(xì)菌進(jìn)化抗生素耐藥性，它們的保護(hù)作用正逐漸消失。

在他們的概念證明中，由布萊恩戴維斯領(lǐng)導(dǎo)的UT奧斯汀團(tuán)隊(duì)篩選了大約800,000個(gè)稱為肽的分子，看它們是否具有抗菌作用，這意味著它們殺死了有害細(xì)菌。其中，數(shù)千種大腸桿菌被殺死，成為抗生素的潛在先導(dǎo)。目前使用的一些抗生素是肽。需要進(jìn)行后續(xù)研究，以確定成千上萬的新導(dǎo)線中哪些是真正有效且安全的，但是研究人員證明，至少有一種這樣的分子，稱為P7，也可以殺死其他形式的致病菌和在老鼠身上是安全的。

使用這種稱為SLAY(表面局部抗菌顯示)的方法，一個(gè)人可以比現(xiàn)有方法更快，更經(jīng)濟(jì)地篩選數(shù)十萬個(gè)相似的肽。戴維斯希望這種方法成為全球?qū)ふ倚驴股氐臉?biāo)準(zhǔn)工具。

“那么如果我們有一千個(gè)團(tuán)體都使用這個(gè)系統(tǒng)來追隨他們自己的興趣和他們自己的多肽呢?”分子生物科學(xué)助理教授戴維斯說。“一旦你啟用了那么大的社區(qū)，那么我認(rèn)為你有更好的機(jī)會找到一種有效的新抗生素。”

這項(xiàng)工作的一個(gè)關(guān)鍵進(jìn)展是弄清楚如何讓細(xì)菌產(chǎn)生可能對自身有毒的分子，并控制這些分子如何與宿主細(xì)菌相互作用。

“我們認(rèn)為，如果細(xì)菌可以為我們合成化合物，那不是很好嗎，因?yàn)榧?xì)菌便宜且容易生長，然后測試化合物本身并報(bào)告并告訴我們，這是否是一種抗菌劑? “戴維斯說。

他們的解決方案是通過遺傳工程改造細(xì)菌，在細(xì)胞表面產(chǎn)生一個(gè)分子肽和部分系繩狀的分子，如游樂場的系繩及其系繩 - 一端固定在細(xì)胞膜上，另一端自由浮動。這允許肽移動并與細(xì)菌細(xì)胞表面接觸，就好像它像血液中的藥物一樣自由漂浮，但不與附近的其他細(xì)菌相互作用。

通過確保每個(gè)版本的系繩球只與產(chǎn)生它的細(xì)菌相互作用，研究人員可以在效率方面實(shí)現(xiàn)重大飛躍。它們可以產(chǎn)生數(shù)十萬種細(xì)菌菌株 - 每種細(xì)菌都經(jīng)過基因工程改造以產(chǎn)生稍微不同的系繩 - 并將所有這些菌株放入同一試管中生長。通過同時(shí)運(yùn)行數(shù)十萬個(gè)實(shí)驗(yàn)，他們的方法節(jié)省了大量的空間，時(shí)間和成本。

這個(gè)過程的一部分依賴于UT Austin的George Georgiou在20世紀(jì)90年代開發(fā)的一種技術(shù)，該技術(shù)可以誘導(dǎo)細(xì)菌在其表面產(chǎn)生蛋白質(zhì)或多肽。

為了找出哪些tetherballs(肽)敲除它們的宿主，科學(xué)家們使用基因測序來確定哪些版本在開始時(shí)由細(xì)菌產(chǎn)生，哪些在最后產(chǎn)生。

在發(fā)現(xiàn)P7殺死病原體之后，該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在計(jì)劃創(chuàng)建這種分子的數(shù)千種細(xì)微變異，稱為衍生物，并通過相同的篩選過程運(yùn)行它們以尋找更有效的版本。

博士后研究員Ashley Tucker領(lǐng)導(dǎo)了實(shí)驗(yàn)工作，以展示平臺的使用。

Davies，Tucker和UT Austin已經(jīng)提交了SLAY方法的專利申請，以及迄今為止他們發(fā)現(xiàn)的數(shù)千種抗菌肽的特定基因序列。