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新的人造細菌可以完全抵抗病毒感染或能使利用細菌制造藥物更可靠

2021-06-07 09:10:33 來源：科技日報

近日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項研究顯示，來自英國劍橋醫(yī)學(xué)研究理事會（MRC）分子生物學(xué)實驗室的科學(xué)家?guī)ь^，開發(fā)出新的人造細菌，可以完全抵抗病毒感染。這項研究可能會促進新聚合物的開發(fā)，例如蛋白質(zhì)、塑料和包括抗生素在內(nèi)的許多藥物，并使利用細菌制造藥物變得更容易可靠。

蛋白質(zhì)是一種聚合物，由氨基酸連在一起構(gòu)成。遺傳密碼指導(dǎo)細胞如何制造蛋白質(zhì)?？茖W(xué)家們的目標是利用細胞天然的蛋白質(zhì)制造過程來制造人造聚合物。

DNA中的遺傳密碼由4個堿基組成，分別由字母A、T、C和G表示。這4個字母以3個字母為一組密碼子，例如“TCG”。

2019年，該研究團隊從頭開始合成了大腸桿菌的第一個完整基因組，并利用這個機會簡化了它的基因組。例如，他們替換了基因組中的一些密碼子：用AGC和AGT替換了TCG和TCA，還用TAA取代了TAG。這樣，轉(zhuǎn)基因細菌的基因組中不再有TCG、TCA和TAG密碼子，但它們?nèi)匀豢梢哉５刂圃斓鞍踪|(zhì)，并存活和生長。

在此次的最新研究中，該團隊進一步改造了細菌，去除了識別TCG和TCA密碼子的tRNA分子。這意味著，即使遺傳密碼中有TCG或TCA密碼子，細胞也不再有能夠讀取這些密碼子的分子。

領(lǐng)導(dǎo)這項研究的MRC分子生物學(xué)實驗室的杰森·金教授說：“這個系統(tǒng)允許我們編寫一種基因，對其密碼子進行編碼，用人工的密碼子來制造聚合物。”

病毒通過將其基因組注入細胞，劫持“細胞工廠”從而實現(xiàn)復(fù)制。而病毒基因組中仍含有大量TCG、TCA等密碼子。經(jīng)過修改后的細菌缺少讀取這些密碼子的tRNA，因此會阻止任何試圖感染細胞的病毒。

研究人員試驗用一種混合病毒感染了該細菌，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)改造的正常大腸桿菌可被病毒殺死，但經(jīng)過改造的大腸桿菌能抵抗感染，并存活下來。

研究人員稱，這項技術(shù)將使細菌對病毒具有抗性，或許還能使利用細菌制造藥物（如胰島素等）更可靠、更便宜。

總編輯圈點

人類一直在改造細菌為自己所用。和公眾通常的認知不同，細菌不僅致病，還能治病。研究人員增刪細菌的基因，改變它的習(xí)性，讓它對致病菌具有抗性，或者干脆改造人體內(nèi)原有的菌群……這次，研究人員的方法是替換細菌基因中的密碼子，讓這種“缺胳膊少腿”的細菌抵御試圖偷襲的病毒，結(jié)果，還真成功了。在改造過的細菌里，病毒找不到能和自己基因組對接的識別密碼子。人類在改造、在合成、在創(chuàng)造，在微生物的世界里，人類已經(jīng)有點造物主的意思了。

標簽：人造細菌病毒感染抗性