科學(xué)家們可以對抗性基因的風(fēng)險進(jìn)行排序
發(fā)表在Nature Communications上的一項(xiàng)新研究將有助于預(yù)測抗生素耐藥性的演變,從而指導(dǎo)未來的藥物開發(fā)。在許多自然環(huán)境中發(fā)現(xiàn)了使細(xì)菌對臨床使用的抗生素具有抗性的基因。盡管如此,到目前為止,在常見的人類細(xì)菌病原體中發(fā)現(xiàn)的抗性基因的功能概述仍然缺失。
丹麥技術(shù)大學(xué)諾和諾德基金會生物可持續(xù)性研究中心的研究使得對抗性基因的風(fēng)險進(jìn)行排序并預(yù)測現(xiàn)有和未來藥物的進(jìn)化成為可能。
“我們相信,在我們的研究中獲得的大量個體抗性基因的詳細(xì)表型信息將有助于擴(kuò)大抗生素使用和藥物開發(fā)的知識。這些信息有可能使制藥公司和開處方的醫(yī)生受益。的抗生素,”諾和諾德基金會中心Biosustainability的Andreas Porse說。
細(xì)菌是不斷分享基因的社會生物?;虻慕粨Q導(dǎo)致新出現(xiàn)的抗生素耐藥性危機(jī),因?yàn)榘ù竽c桿菌在內(nèi)的許多有害病原體生活在一個轉(zhuǎn)移事件可以將無害細(xì)菌變成“超級細(xì)菌”的社區(qū)。
研究人員利用合成生物學(xué)對大型機(jī)械多樣性抗性基因進(jìn)行采樣,以研究基因轉(zhuǎn)移對新細(xì)菌宿主的影響。通過提供這種多樣性和分辨率,有可能表明基因產(chǎn)物的生化機(jī)制及其與宿主生理學(xué)的相容性比例如基因的序列組成更重要。
“這些信息在開發(fā)新型抗生素時非常有用,因?yàn)楣究赡芟M苊饪赡芡ㄟ^可能容易在致病性宿主中傳播的抗性機(jī)制靶向的藥物。例如,結(jié)果表明導(dǎo)致青霉素抗性的基因可能更多地融入其中。與參與四環(huán)素抗性的那些相比,很容易進(jìn)入新宿主,“Andreas Porse說。
發(fā)表在Nature Communications上的結(jié)果對于病原體中觀察到的抗性基因的功能特征是一個很好的參考,并且可以幫助工業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品。
通過對200個基因進(jìn)行采樣,可以清楚地知道哪些基因產(chǎn)物最容易整合到細(xì)胞中。一切都?xì)w結(jié)為基因天然存在的生化機(jī)制和宿主。更好地理解這個問題對于構(gòu)建細(xì)胞工廠和生物回路是有用的,其中來自不同生物的基因通常在與其原始宿主遠(yuǎn)距離相關(guān)的背景中組合。
“在生物技術(shù)領(lǐng)域,我們經(jīng)常希望從一個生物體中獲取基因,并在另一個生物體中表達(dá)它們,有時與遠(yuǎn)緣生物相關(guān),以便在我們最喜歡的宿主中獲得新功能。我們的數(shù)據(jù)可能有助于工程師預(yù)測不同基因在新細(xì)胞環(huán)境中的作用。將加強(qiáng)更合理的細(xì)胞工廠建設(shè),以生產(chǎn)重要的生物化學(xué)品,“Andreas Porse說。
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