病毒战士

正100年来,用于对抗细菌感染的噬菌体疗法正在第二次受到关注。然而,尽管这一疗法已被广泛采用,但依然缺乏确凿证据来支持它。2011年7月,在与一种严重细菌感染搏斗了一个月时间后,一名43岁的妇女终于从美国国立健康研究院治疗中心(位于美国马里兰州中部城市贝塞斯达)出院了。3周后,该中心又有两名患者被检出相同的菌株感染。接下来4个月中,这种对多种抗生素耐药的肺炎杆菌继续蔓延,几乎每周该中心都     

噬菌体疗法引起了关注与兴趣

噬菌体感染细菌后便在细菌体内繁殖 ,最终使细菌爆裂而死亡 .用于杀灭病原菌的噬菌体素有“自我复制、自我限制的抗生素”之称号 .肝损害或血液中铁过量的人在享受牡的美味时要冒生命危险 ,因为牡中藏匿着一种弧菌 ,这种弧菌可能使这些食用者在 2 4ｈ内死亡 .一位美国科学家从牡层的软泥中采样 ,并分离出破坏这种致命的弧菌的噬菌体 .由于铁使这种弧菌生长旺盛 ,故他用该菌感染小鼠的同时 ,在小鼠血中补充丰富的铁 .结果 ,用噬菌体进行治疗的 8个小鼠中有 5个保持健康 ,而不用噬菌体治疗的小鼠在 18ｈ内全部死光 .另一位美国科学家用…     

核酸序列资料的计算机储存和编辑

近年来随着DNA顺序测定方法的改进,已经积累了一定的DNA序列资料。自1977年测定了第一个完整的DNA分子噬菌体φ×174 DNA后,人们已经陆续测定了细菌质粒PBR 322,动物病毒SV40,噬菌体T7,fd、M13、f1等DNA序列。它们在基因工程中被     

定向进化和噬菌体展示：生物方法开启化学新时代——2018年诺贝尔化学奖简介

进化是生命多样性形成的重要动力和基础。1993年,阿诺德首次引入酶定向进化技术,而该技术制备出的酶在生物燃料和药品制备等方面均得到广泛应用。1985年,史密斯首次实现在噬菌体表面表达外源蛋白的噬菌体展示技术;1990年,温特首次将噬菌体展示技术用于抗体制备。噬菌体展示技术制备的阿达木人单抗于2002年批准应用于多种免疫性疾病的治疗。因此,酶定向进化和抗体噬菌体展示已为人类带来巨大利益,并为将来的化学革命奠定了坚实基础。阿诺德、史密斯和温特三位科学家由于这些奠基性贡献而分享2018年诺贝尔化学奖。文章介绍这些技术的发明过程和广泛应用,同时回顾多位科学家的重要贡献。     

物理学—研究生物学的重要手段

观察病毒的装配几十年来 ,科学家们一直把噬菌体作为模拟感染人类病毒的材料。然而 ,对于噬菌体如何制造更多的噬菌体 ,迄今仍神秘莫测。现在 ,加利福尼亚大学(ＵＣ)的生物物理学家们第一次捕捉到了正在进行自我装配的噬菌体。他们利用微球和激光技术 ,观察了病毒是如何把自身的基因组装填入蛋白质外壳 ,以及它们是如何与其ＤＮＡ展开激烈的争夺战的。结果显示 ,担负ＤＮＡ包装任务的显微曲柄 ,是迄今所测到的最有力的分子发动机。一位研究噬菌体的生物学家Ｄ·安德森 (Ｄ .Ａｎ ｄｅｒｓｏｎ)说 :“长期以来 ,我们总是结合应用生物化学和遗…     

视角:噬菌体的时代

<正>就职于日本高知县大学医学院的微生物学和感染系副教授松崎茂伸,助理教授内山纯平,临床医疗技术专家竹村-内山伊与表示,是时候再次使用病毒杀死细菌。细菌噬菌体,简称"噬菌体",是指可以感染和在某些情况下破坏细菌细胞的病毒。在19世纪初,科学家已经开始使用噬菌体作为一种医治手段。然而,在上世纪40年代这项技术不被重用了,主要是由于抗菌药物的引入,因为抗菌药物可治疗更多种     

乳腺癌细胞靶向特异性多肽研究

通过噬菌体肽库技术, 研究能特异性结合并具有携带目的基因进入靶细胞能力的多肽. 以人乳腺癌细胞MDA-MB-231为靶细胞, 与pC89噬菌体肽库共培养筛选出能特异性进入靶细胞的小肽噬菌体. Subtilisin被用于灭活未进入细胞的噬菌体, 进入细胞的特异性小肽噬菌体经细胞裂解、转化E. coli XLI-Blue得到扩增. 经5轮反复共培养, 富集得到能特异性进入乳腺癌细胞的小肽噬菌体. 以RGD-integrin binding噬菌体为对照, 分别检测乳腺癌细胞特异性小肽噬菌体与MDA-MB-231、其他乳腺癌细胞株以及实体瘤细胞株的亲和性. 测序并合成无噬菌体外壳蛋白的特异性多肽(CASPSGALRSC)以标记FITC; 同时为了解氨基酸序列排列对特异性的影响, 合成了调整氨基酸序列排列次序的多肽(CGSLSRAPSAC), 并检测其与人乳腺癌细胞的特异性. 实验获得与MDA-MB-231细胞特异性结合的小肽噬菌体; 合成的无噬菌体外壳蛋白的多肽序列保持与MDA- MB-231细胞的特异性, 并且亲和性高于嵌合蛋白(RGD-integrin). 本研究建立了一种利用噬菌体肽库研究能结合或进入不同细胞的未知多肽的技术; 得到了一条能与MDA- MB-231高特异性结合的氨基酸多肽序列; 这种高特异性呈现氨基酸多肽序列高度依赖性; 该氨基酸多肽具有作为乳腺癌基因治疗高效靶向性载体的潜在临床应用价值.     

利用机器学习，预测细菌对抗生素的耐药性

<正>当一个患者确诊为细菌感染,医生会在实验室中对细菌进行药敏检测,并根据检测结果开具合适的抗生素。但细菌感染的复发率很高,大约25%罹患尿路感染的女性在6个月内被另一种细菌感染。众多研究发现,大多数复发感染的病原菌与初次感染的病原菌不同。医生按照细菌药敏检测的结果开具有效的抗生素尽管能够降低总体的复发率,但同样也提升了处于潜伏状态的耐药性菌株感染的可能性。因此,这样的治疗行为是一把双刃剑。2022年2月24日,以色列理工学院马修·斯特拉西（Mathew Stracy）等人在《科学》杂志发表的研究指出,运用数据驱动的方法,通过机器学习模型,结合人群统计数据和患者的个人病史,提出抗生素使用建议,能够将这种风险最小化。     

超越CRISPR的新型基因编辑技术RLR

正细菌与噬菌体之间的军备竞赛导致细菌发展出了精妙的防御系统,近年来生命科学领域最大突破之CRISPR基因编辑技术,正是从细菌的防御系统发展而来。实际上,细菌除了CRISPR之外,还有其他防御系统。2020年11月5日,以色列维茨曼研究所的罗特姆·索雷克(Rotem Sorek)团队在《细胞》(Cell)上发表论文证实一种名为反转录子(Retron)的细菌的遗传元件同样也是细菌抵抗噬菌体的防御系统。那么,反转录子能否像CRISPR一样,被开发成强大的基因编辑工具呢?     

科学家发现最大噬菌体

<正>噬菌体是生态系统变化的主要驱动力,因为它们捕食细菌,改变其新陈代谢,传播抗生素耐药性,并携带在动物和人类中导致疾病的化合物。噬菌体是专门感染细菌的病毒。噬菌体和其他病毒并不被认为是活的有机体。     

你不知道的噬菌体

<正>噬菌体的发现历史 什么叫噬菌体?它是一种侵袭细菌的病毒,寄生在人体细菌内。只要有细菌生存的地方就有它的身影。噬菌体很小,呈多种形状,大多形似蝌蚪。它由核酸和蛋白质两种物质构成,这两种物质相互保护。核酸只有一种类型,即DNA或RNA,双链或单链,环状或线状。噬菌体分毒性噬菌体和温和噬菌体。毒性噬菌体产生于病菌之中,繁殖能力极强。温     

噬菌体:一个世纪的历史回顾

正作为感染细菌细胞的小型病毒,噬菌体首次发现于1915年,百年以后的今天,这些噬菌体对基础生物学、生物技术和人类健康的科研贡献仍然行之有效、没有减退,它们的百年华诞值得我们庆贺。1915年,细菌学家弗雷德里克·图尔特(Frederick Twort)发表了第一篇描述噬菌体类病毒的论文,它们可以感染细菌,在细菌体内繁殖自己并杀死细菌细胞。从那以后,对这些病毒的研究,给生物学带     

萦绕于科学的恐怖故事

正200年后,《弗兰肯斯坦》仍然令人惊悚并启发着我们。1818年1月,一位年方20的女子出版了一部恐怖小说:讲述了一位博士利用各种死尸的肢体创造出了一个恐怖的生物,然后自己被吓得魂飞魄散而赶走它,却目睹自己的朋友和家人惨遭怪物报复而毁灭。200年后的今天,玛丽·雪莱     

诺贝尔生理学或医学奖成果解读：幽门螺杆菌

胃溃疡到底是由什么引起的?在上世纪80年代初期,压力和生活方式等还被视为导致胃溃疡的主要原因。当时的医学界将胃溃疡看作一种慢性病,对它束手无策。1982年,澳大利亚学者巴里·马歇尔和罗宾·沃伦发现了幽门螺杆菌,并证明该细菌感染胃部会导致胃炎、胃溃疡和十二指肠溃疡。这     

棒喝“强迫意念”青春依然快乐

小英是一位高二的女生,平时埋头读书,与人交往不多,在学习上是个尖子。可是近半年来有一件事始终困扰着她,影响了学习和生活。源头发生在半年前,有一次她在课堂上回答老师的提问时讲错了一句话,惹得全班哄堂大笑。这件事使得小英很紧张,开始害怕在同学面前讲话,怕自己说错话而被人嘲笑。一位女同学还开     

细菌的掠食者

大约90年前,欧洲的两位学者分别同时发现了一种杀灭细菌的微生物,这种微生物通常会附着在一个细菌的表面,如同一艘飞船降落在月球的表面一样,然后,它们将自己的基因注射进细菌的体内,并在那里大量复制,直至完全控制细菌,达到杀灭细菌的目的。这种微生物的发现者之一费利克斯.赫罗(Felixd'Herelle)是巴黎巴斯德研究院的科学家。赫罗发现这种微生物具有神奇的力量,于是将它们运用于治疗传染性疾病,如霍乱和黑死病等。与此同时,赫罗也为它们起了一个名字:噬菌体(bacteriophage),它的意思是“细菌的掠食者”。然而,今天的科学家发现,噬菌体的作…     

噬菌体疗法:再度兴盛谋什么?

正噬菌体生物学不仅仅是一种模式生物系统,还是有助于人体健康的一种治疗方法,人们称之为"噬菌体疗法2.0版"。所谓噬菌体疗法,是使用噬菌体——感染细菌并在其内部复制的病毒——来治疗致病性细菌带来的疾病。这种方法在西方医学的前分子生物学时代有短暂的历史,在20世纪中期前后消亡,其原因主要是来自美国医学会对其效果的批判和化学抗生素药的发明应用。现在,全球抗生素耐药性危机和对人     

人食人现象探源

在《鲁滨逊漂流记》中曾经有土著人吃俘虏的描写,让人毛骨悚然.然而这种现象到底存不存在呢?经过数十年的激烈争论后,人食人习俗存在的观点,在得到了最新的骨骼分析法的支持后,正逐渐被人们所接受. 早在1967年,人类学家克里斯蒂特纳在一座博物馆的一间密室里,发现了一个旧卡片箱里面有一堆人骨.这些骨骸是属于曾生活在亚利桑那波拉卡瓦尔什的印地安部落的30位成员.他们死了约400年.特纳吃惊地发现,这些死去的男女并不是在部落的争斗中被简单杀死的,他们的骨骼被烧过,并被折断或劈开.特纳花了几个月时间仔细地研究后断言,这些骨骸肯定是人食人筵席上的残物,这些人是被宰杀吃掉的.特纳认为,人食人习俗肯定曾在波拉卡瓦尔什周围地区普遍存在.     

炭疽毒素及炭疽防治研究进展

本文介绍了炭疽毒素结构,其中主要是水肿因子的结构,以及目前在研究炭疽防治新方法方面的最新进展.水肿因子EF是炭疽毒素的一种成分,它是一种腺苷酸环化酶,由被钙调蛋白激活.目前,用噬菌体溶菌酶治疗炭疽感染是一种比较有发展前景的疗法.     

用丝状噬菌体主要外壳蛋白展示外源多肽的研究

丝状噬菌体的基因组经过工程化的修饰,可以允许外源氨基酸序列在该病毒颗粒的主要外壳蛋白表面上展示。这一展示系统提供了一个研究蛋白南免疫识别的有效途径。许多研究结果已表明,这一系统具有以下几个特点：１）免疫反应具有较强的特异性;２）能够有效地征集辅助Ｔ细胞;３）不需要额外添加佐剂;４）具有模拟抗原决定簇表位结构的能力。这些优点表明这一技术将有希望发展成为一个既经济又简便的生产新型诊断试剂和生物疫苗的有