细菌界“人肉炸弹”,专治超级细菌


  战场上的“人肉炸弹”令人生畏,但是对于“无药可救”的超级细菌,以细菌杀细菌不失为一条妙招。合成生物学领域的专家们就提出这样的新对策:对大肠杆菌进行遗传工程改造,创造出一种能够渗入并破坏绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)的新菌株,就像是生物界的“人肉炸弹”。绿脓杆菌是一种破坏人体免疫系统的致病菌,会引起败血症、化脓等感染病变,它的抗药性非常强。

  这项研究由新加坡南洋理工学院(Nanyang Technological University)的生物工程专家Chueh Loo Poh和化学工程师Matthew Wook Chang合作进行,他们对绿脓杆菌进行基因改造,使其具有能够自动检测到同类菌株的能力,再将这种改造后的基因转移到大肠杆菌的基因组上。另外,他们还赋予大肠杆菌携带一种产生绿脓杆菌素(pyocin)的基因,绿脓杆菌素对绿脓杆菌具有毒性,因而起到杀死绿脓杆菌的作用。这样一来,经过遗传工程改造的大肠杆菌检测到邻近的绿脓杆菌后,它就会产生大量的绿脓杆菌素消灭绿脓杆菌,就像“生物定时炸弹”一样。

  Poh和Chang将这种人造基因组分称为“自杀基因”,一旦绿脓杆菌素生成,基因就能被激活,导致细胞爆炸并释放绿脓杆菌素。实验室结果证实,这种人造大肠杆菌能够杀死99%的绿脓杆菌。

  Chueh Loo Poh介绍说,这个项目的灵感源于群体效应(quorum sensing),即细菌具有检测环境中微生物数量的能力。当致病的绿脓杆菌感知到邻近的其他物种后,它们就会用自己独有的化学信号与其他同类交流,并开始释放绿脓杆菌素杀死环境中争夺营养的其他竞争者。

  Poh和Chang计划在老鼠体内测试这种自杀细菌的杀菌能力,不过目前还不清楚绿脓杆菌素是否对哺乳动物有害。他们希望能用这种合成体系检测并对抗其他致病菌。