2016年，世界衛(wèi)生組織將抗生素耐藥性列為“當今全球健康，糧食安全和發(fā)展面臨的最大威脅之一”。該公告列舉了越來越多的感染，例如結(jié)核病和淋病，由于對目前抗生素治療的抵抗力增加，每年治療變得越來越困難。然而抗生素是必不可少的 - 沒有它們，人類就會受到持續(xù)感染的困擾。那么，什么是確保持續(xù)治療的解決方案，同時解決阻力上升的驚人增長?

一種潛在的解決方案在于一種獨特的捕食性細菌，它以其他細菌為食，例如引起疾病的細菌。這組肉食動物被稱為“活抗生素”，引起了研究人員的關(guān)注，包括沖繩科學(xué)技術(shù)研究生院(OIST)的研究人員。在最近發(fā)表的一篇關(guān)于ACS合成生物學(xué)的論文中，OIST的研究人員已經(jīng)邁出了對一種如此微小的食人族B. bacteriovorus進行遺傳操作的第一步。他們已經(jīng)確定了可以允許操縱影響這種細菌掠奪行為的基因的工具。

“在未來，我們希望控制細菌的捕食 - 捕食的時間和程度，”核酸化學(xué)和工程部門的Mohammed Dwidar博士和該論文的第一作者解釋說。“[目前]我們?nèi)狈镜墓こ坦ぞ邅韺崿F(xiàn)這一目標。”

B. bacteriovorus對人類無害，但對其獵物是致命的 - 革蘭氏陰性細菌 - 包括大腸桿菌，沙門氏菌，軍團菌等壞人。因此，能夠控制它可能會治療許多不同類型的感染。然而，由于其不尋常的捕食性和其他獨特的特征，B. bacteriovorus的遺傳操作受到限制。

OIST研究人員使用核糖開關(guān)，這是已知在其他細菌中發(fā)揮良好作用的基因表達控制工具，以應(yīng)對理解和操縱B. bacteriovorus捕食的挑戰(zhàn)。表達基因的方式遵循特定途徑 - 通過轉(zhuǎn)錄將DNA轉(zhuǎn)化為RNA，通過翻譯將RNA轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)，然后蛋白質(zhì)發(fā)揮不同的功能。核糖開關(guān)在翻譯階段進入。通過在RNA鏈的開頭放置核糖開關(guān)，然后用化學(xué)物質(zhì)“激活”它，核糖開關(guān)可以啟動或阻止RNA被翻譯成蛋白質(zhì)。

對于他們的研究，OIST研究人員將核糖開關(guān)插入到被認為對B. bacteriovorus的捕食行為很重要的基因之一：鞭毛σ因子fliA。然后他們用化學(xué)茶堿激活它。將經(jīng)過修飾的細菌與一些美味的大腸桿菌獵物一起放入培養(yǎng)皿中后，改良的B. bacteriovorus在茶堿存在下似乎比不存在時更快繁殖。這種更快的增殖意味著B. bacteriovorus消耗它的獵物更快，因此繁殖更快。這反過來表明，茶堿可以控制捕食性生命周期。

除了“活性抗生素”最終目標之外，還有更多可能易于操作的B. bacteriovorus細胞的潛在用途。“人們希望有機食品不含化學(xué)物質(zhì)，”Dwidar博士解釋說。“對于一些植物病害，捕食性細菌可能是抗菌劑的潛在安全替代品。我們也可以將它用于工業(yè)，例如水處理廠。”

“未來，你可以將這些細菌噴灑在新鮮食物上，以防止食物中毒，”參與研究的Yohei Yokobayashi教授補充說。

有了OIST研究人員的研究成果，下一步就是要了解更多關(guān)于B. bacteriovorus以及可能能夠控制其行為的工具，以便有一天能夠?qū)崿F(xiàn)其完全的抗生素潛力。