噬菌体是一种侵入细菌细胞的病毒。虽然噬菌体对人体细胞无害,但由于许多噬菌体进入细胞以劫持其机器以繁殖自身,从而破坏细胞,因此噬菌体可能对细菌具有致命性。
尽管这对细菌来说是个坏消息,但对人类来说却是个好消息。越来越需要开发能够有效攻击对其他药物产生抗药性的致命细菌菌株的新疗法。噬菌体疗法已在世界某些地区获得成功,已成为一种广泛的抗击耐药细菌感染的方法,甚至在某些时候还与某些病毒感染作斗争,根据最近的一篇文章,可能包括COVID-19 。
挑战之一是一种被称为“噬菌体”的病毒。噬菌体进入细菌细胞,而不是破坏它,而是占据住处。它被称为“传播”,可以抵御其他病毒的入侵。根据利哈伊大学生物科学系教授瓦西·韦尔(Vassie Ware)的说法,许多细菌菌株都含有前噬菌体。她说,这些提议可能会提供防御系统,使噬菌体的治疗用途更具挑战性。为了消灭病原体,噬菌体可能需要克服已经存在的噬菌体的防御系统。
Ware和她的团队(前博士学位学生Catherine Mageeney,现任博士学位学生Hamidu Mohammed和前本科生Netta Cudkevich)与前Lehigh化学与生物分子工程和生物工程学院的教授Javier Buceta及其团队(前博士后研究员Marta Dies,最近获得博士学位)合作他们的学生Samira Anbari和Yanyan Chen)最近进行了一项研究,该研究的重点是一种名为Butters的噬菌体(由Lehigh Ma在Lehigh的SEA-PHAGES计划中于2012年发现),该噬菌体攻击了与导致结核病或其他人类感染的分枝杆菌有关的细菌菌株。
该小组发现了由黄油组成的两部分系统,它们编码的蛋白质可以“协作”以阻止某些噬菌体的进入和随后的感染,而不能阻止其他噬菌体的进入。尽管Butts噬菌体不能保护细菌细胞免受所有噬菌体的攻击,但他们发现Butters噬菌体的防御体系中存在多个防御系统。他们发现,这些武器专门针对不同类型的噬菌体。这些研究结果发表在一个文章本月初在mSystems,美国微生物学会的期刊。
“我们研究团队的几位成员与其他合作者的先前研究结果表明,噬菌体表达的基因可以保护细菌宿主免受某些特定噬菌体的感染。对于黄油,以前没有发现与防御特定噬菌体有关的基因。”韦尔说。“通过我们的实验方法,我们期望鉴定出与几种噬菌体抗感染相关的基因,但没有期望揭示影响一种蛋白质在防御中的功能的两种蛋白质之间的相互作用。”