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      設(shè)計(jì)師生物傳感器可以檢測(cè)微生物的抗生素產(chǎn)生
      
			
      
				2019-05-24 12:01:01
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      北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的研究人員設(shè)計(jì)了設(shè)計(jì)師生物傳感器，可以檢測(cè)出感興趣的抗生素分子。生物傳感器是在大腸桿菌等微生物中產(chǎn)生抗生素的“工廠”的第一步。
      

      設(shè)計(jì)師生物傳感器可以檢測(cè)微生物的抗生素產(chǎn)生
      

      大環(huán)內(nèi)酯類是一組天然存在的小分子，可具有抗生素，抗真菌或抗癌作用。的抗生素紅霉素是一個(gè)例子-它是由土棲細(xì)菌產(chǎn)生大環(huán)內(nèi)酯。研究人員有興趣使用這些天然抗生素和生產(chǎn)它們的微生物來(lái)開(kāi)發(fā)新的抗生素;然而，產(chǎn)生抗生素大環(huán)內(nèi)酯類的微生物只產(chǎn)生少量有限的抗生素。
      

      “我們的最終目標(biāo)是設(shè)計(jì)微生物來(lái)制造這些抗生素的新版本供我們使用，這將大大減少新藥測(cè)試和開(kāi)發(fā)所需的時(shí)間和金錢，”生物有機(jī)化學(xué)副教授Gavin Williams說(shuō)。北卡羅來(lái)納州和描述該研究的論文的相應(yīng)作者。“為了做到這一點(diǎn)，我們首先需要能夠檢測(cè)微生物產(chǎn)生的目標(biāo)抗生素分子。”
      

      威廉姆斯和他的團(tuán)隊(duì)使用了一種天然存在的分子開(kāi)關(guān) - 一種叫做MphR的蛋白質(zhì) - 作為它們的生物傳感器。在大腸桿菌中，MphR可以檢測(cè)正在攻擊大腸桿菌的微生物分泌的大環(huán)內(nèi)酯類抗生素的存在。當(dāng)MphR感知抗生素時(shí)，它會(huì)啟動(dòng)抗性機(jī)制來(lái)抵消抗生素的作用。
      

      研究人員創(chuàng)建了一個(gè)龐大的MphR蛋白變體庫(kù)，篩選出它們?cè)诖嬖谒璐蟓h(huán)內(nèi)酯時(shí)能夠開(kāi)啟熒光綠色蛋白生成的能力。他們測(cè)試了MphR已經(jīng)識(shí)別的針對(duì)紅霉素的變體，并發(fā)現(xiàn)一些MphR變體將其檢測(cè)能力提高了十倍。他們還成功地測(cè)試了針對(duì)與紅霉素不密切相關(guān)的大環(huán)內(nèi)酯類的變體，例如泰樂(lè)菌素。
      

      “基本上我們已經(jīng)選擇并改進(jìn)了MphR傳感器系統(tǒng)，增加了識(shí)別我們感興趣的分子的靈敏度，”威廉姆斯說(shuō)。“我們知道我們可以定制這種生物傳感器，它會(huì)檢測(cè)出我們感興趣的分子，這將使我們能夠快速篩選出數(shù)百萬(wàn)種不同的菌株。這是我們創(chuàng)造抗生素高通量工程的第一步。大量的遺傳修飾菌株和微生物變體庫(kù)，以便找到產(chǎn)生所需產(chǎn)量所需分子的少數(shù)菌株和變體。“
      

      該研究發(fā)表在ACS合成生物學(xué)，由美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(GM104258)和北卡羅來(lái)納州立大學(xué)創(chuàng)新基金資助。研究生Yiwei Li，前研究生Christian Kasey，前本科生Mounir Zerrad和弗吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)化學(xué)教授T. Ashton Cropp為這項(xiàng)工作做出了貢獻(xiàn)。
      
			

			
        
      
			
      
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