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Nat Commun:重磅!科學(xué)家成功對(duì)面包酵母進(jìn)行改造使其產(chǎn)生青霉素分子

2017-05-10 11:22

  締一生物導(dǎo)讀: --近日,在國際雜志Nature Communications上的一項(xiàng)研究報(bào)告中,來自帝國理工學(xué)院的研究人員通過研究成功對(duì)酵母細(xì)胞再改造使其能夠制造產(chǎn)生非核糖體類的肽類抗生素—青霉素,在實(shí)驗(yàn)室研究中,研究者發(fā)現(xiàn),這種酵母具有能夠抵御鏈球菌屬細(xì)菌的抗菌特性。這種新方法或許能夠幫助研究人員有效利用合成生物學(xué)的方法來開發(fā)新型抗生素,同時(shí)研究者也可能對(duì)酵母細(xì)胞進(jìn)行工程化改造從非核糖體的肽類家族中開發(fā)出新型抗生素和抗炎藥物。


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  非核糖體肽類一般可以經(jīng)過細(xì)菌和真菌發(fā)生,其是當(dāng)今大多數(shù)抗生素構(gòu)成的根底,長期以來許多制藥公司一向測(cè)驗(yàn)使用非核糖體肽類來制作慣例的抗生素,這些年,抗生素耐藥性的不斷發(fā)生迫使研討人員就需要使用遺傳工程化的技能來經(jīng)過細(xì)菌和真菌尋覓一系列新式抗生素,但是對(duì)也許具有抗菌特性的多種外來真菌和細(xì)菌進(jìn)行遺傳工程化操刁難研討者而言非常具有挑戰(zhàn)性,由于科學(xué)家們并沒有適宜的東西來進(jìn)行操作,而且也很難在試驗(yàn)室中對(duì)這些細(xì)菌和真菌進(jìn)行培養(yǎng)。


  從另外一方面來講,面包酵母很容易被遺傳工程化操作,這么研討者們就可以很容易地將來自細(xì)菌和真菌的DNA刺進(jìn)到酵母中來進(jìn)行有關(guān)試驗(yàn),為開發(fā)新式抗生素供給新的時(shí)機(jī)。用于研討酵母菌的組成生物學(xué)辦法可以讓科學(xué)家制作而且檢查多種新式的基因組合,然后發(fā)生一系列新式的抗生素。此前研討人員經(jīng)過研討對(duì)一種不一樣的酵母菌進(jìn)行工程化改造使其發(fā)生青霉素,但是比較面包酵母而言,這類酵母并不合適進(jìn)行相應(yīng)的遺傳操作,因而研討人員就很難使用組成生物學(xué)的辦法來開發(fā)新式抗生素。


  這項(xiàng)研討中,研討者對(duì)絲狀真菌的基因進(jìn)行研討,絲狀真菌可以天然發(fā)生非核糖體肽類青霉素,這些基因可以通過兩步生化反響進(jìn)程推進(jìn)酵母細(xì)胞發(fā)生非核糖體肽類的青霉素;首先酵母細(xì)胞可以通過復(fù)雜的反響制作非核糖體肽類基礎(chǔ),其次通過一系列真菌酶類的潤飾后才可以轉(zhuǎn)化變成有活性的抗生素。研討人員還發(fā)現(xiàn),他們并不需要從酵母細(xì)胞中提取出青霉素分子,相反這些酵母細(xì)胞會(huì)直接將青霉素分子排出到其所含的溶液中,這就意味著研討者必須將溶液添加到富含鏈球菌屬細(xì)菌的培養(yǎng)皿中來觀察所發(fā)生的抗生素的效果效能,將來這種辦法就可以簡化分子的檢查以及加工進(jìn)程。


  研討者Ali Awan博士表明,真菌閱歷了數(shù)百萬年的進(jìn)化發(fā)生出了可以抵擋細(xì)菌的青霉素,研討人員對(duì)真菌也進(jìn)行了很多年的研討了,現(xiàn)在咱們開發(fā)出了一種新式策略來誘發(fā)酵母細(xì)胞制作青霉素,咱們期望將來可以對(duì)這種辦法進(jìn)行更為細(xì)致地改造來發(fā)生新式抗生素幫助醫(yī)治人類疾病。將來酵母細(xì)胞或許可以作為作為一種新式的“迷你工廠”幫助開發(fā)有用抵擋細(xì)菌耐藥性的抗生素療法。


  最后研究者Ellis補(bǔ)充道,英國醫(yī)生亞歷山大—弗萊明(Alexander Fleming)**個(gè)發(fā)現(xiàn)了青霉素,同時(shí)他也預(yù)測(cè)道未來抗生素耐藥性可能會(huì)不斷產(chǎn)生;我們希望在未來研究中能夠同更多科學(xué)家們進(jìn)行聯(lián)合研究,利用合成生物學(xué)技術(shù)開發(fā)治療人類疾病且抵抗細(xì)菌耐藥性的新一代抗生素。好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果離不開優(yōu)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)材料,威正翔禹生物原裝進(jìn)口Ausbian特級(jí)胎牛血清,內(nèi)毒素低,品質(zhì)高,為您預(yù)留庫存,同批號(hào)跟蹤實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更穩(wěn)定,血清全程無凍融,讓細(xì)胞表現(xiàn)更出色!另外還有各種支原體檢測(cè)祛除試劑、細(xì)胞培養(yǎng)基、微生物培養(yǎng)基等,威正翔禹生物,為您科研室物料提供有力保障!


  原始出處:


  Ali R. Awan, Benjamin A. Blount, David J. Bell, et al. Biosynthesis of the antibiotic nonribosomal peptide penicillin in baker's yeast. Nature Communications (2017) doi:10.1038/ncomms15202