以色列研发出针对致命细菌的mRNA疫苗

以色列研发出针对致命细菌的mRNA疫苗（早报讯）mRNA（信使核糖核酸）疫苗大多针对病毒而不是细菌。以色列特拉维夫大学日前发表声明说，大学人员参与的研究团队成功研发出一款针对鼠疫耶尔森菌的mRNA疫苗，该技术或将有助解决耐抗生素细菌的问题。新华社报道，根据特拉维夫大学声明，研究在动物模型中进行，所有接种这种mRNA疫苗的动物都完全实现了免受鼠疫耶尔森菌的侵害。这一新技术可快速开发出有效针对细菌的疫苗，以对抗由耐抗生素细菌引发的流行性疾病。相关论文已发表在美国《科学进展》杂志上。声明说，目前的mRNA疫苗——包括部分冠病疫苗，能有效预防病毒感染，但对细菌无效。病毒依赖宿主细胞繁殖，将自己的mRNA分子插入人体细胞，并以人体细胞为工厂，基于自己的遗传物质生产病毒蛋白，实现自我复制。mRNA疫苗就模拟了这一过程，科学家在实验室合成出同样的mRNA分子，将其包裹在脂质纳米颗粒中。接种疫苗后，脂质会黏附于人体细胞，细胞开始生产病毒蛋白质，免疫系统提前熟悉了这些蛋白质后，未来接触到真的病毒就可以发挥保护作用。细菌的情况则完全不同：它们无须依赖人体细胞制造自身蛋白质。而且，由于人类和细菌的进化完全不同，即使基于相同的基因序列，细菌制造的蛋白质也可能与人类细胞的蛋白质有所差异。声明援引领衔这项研究的特拉维夫大学博士埃多·科恩的话说：“研究人员曾尝试在人体细胞中合成细菌蛋白质，但接触这些蛋白质后人体内抗体水平偏低，并且普遍缺乏保护性免疫作用。”为解决这一问题，研究人员成功开发出分泌细菌蛋白质的方法，使得免疫系统识别出了疫苗中可引发免疫反应的细菌蛋白质，并提高了细菌蛋白质的稳定性，确保其不会在体内过快分解，从而获得了完全的免疫反应。声明说，由于过去几十年人类过度使用抗生素，许多细菌已产生对抗生素的耐药性。耐抗生素细菌已对人类健康构成一定威胁，开发出一种新型疫苗或将为这一全球性问题提供答案。

研究人员破译了一种细菌的内部工作原理

研究人员破译了一种细菌的内部工作原理一个机器人从凝胶层中冲出针头大小的碎片。狭窄的蓝色带子包含来自细菌培养物的蛋白质。随后，这些微小的凝胶碎片中包含的蛋白质将被更详细地分类。资料来源：奥尔登堡大学/MohssenAssanimoghaddam对新陈代谢的全面了解能够预测一种关键环境微生物的生长。根据他们在《mSystems》杂志上的报告，研究人员发现了惊人的机制，使细菌能够适应波动的环境条件。这些结果对生态系统的研究至关重要，其中芳香菌菌株作为一个重要的环境细菌群体的代表，可以作为一个模型生物体。这些发现还可能对污染场地的清理和生物技术应用产生影响。所研究的细菌菌株擅长利用难以分解的有机物质，一般在土壤和水生沉积物中发现。这种微生物在各种条件下茁壮成长，包括氧气、低氧和无氧层，而且在营养物质的摄入方面也非常多变。它们可以代谢40多种不同的有机化合物，包括高度稳定的天然物质，如木质素的成分，这是木材中发现的主要结构材料，以及长寿命的污染物和石油的成分。博士生帕特里克-贝克尔通过仔细的实验室研究，获得了对芳香菌的新陈代谢的整体理解。资料来源：奥尔登堡大学一种具有特殊能力的微生物特别是由六个碳原子组成的苯环的物质，被称为芳香族化合物，可以被这些微生物生物降解--无论是否有氧气的帮助。由于这些能力，Aromatoleum在将土壤和沉积物中的有机化合物完全降解为二氧化碳方面发挥着重要的环境作用--这一过程在生物土壤修复方面也很有用。目前研究的目的是全面了解这种单细胞生物体的功能。为此，研究人员使用五种不同的营养基质，在氧化和缺氧条件下（即有氧和无氧）培养微生物。对于这十种不同的生长条件，他们分别培养了25个培养物，然后使用分子生物学方法（技术术语：多组学）对各种样品进行了检查，这些方法能够同时分析一个细胞中的所有转录基因、产生的所有蛋白质以及其所有代谢产物。芳香菌的相互作用AromatoleumaromaticumEbN1T细菌（底部的黑色轮廓）以多种方式与生物和非生物环境相互作用：人为的输入、其他微生物的活动和自然界的过程产生不同的有机物质（不同颜色的点），细菌将其作为食物。同时，这些物质也被其他微生物所利用（食物竞争）。细菌细胞内的代谢网络通过不同的途径转换和降解这些物质（左边）。细胞反过来产生建筑材料，如DNA、蛋白质、糖类化合物或脂类（右图），它需要这些材料来生长。根据环境条件，细胞在氧气或硝酸盐（NO3-）的帮助下获得能量--显示在图像的最左边。资料来源：RalfRabus和PatrickBecker/奥尔登堡大学系统生物学方法拉布斯解释说："通过这种系统生物学方法可以深入了解一个生物体的所有内部运作。你把细菌分解成它的各个组成部分，然后你可以把它们重新组合起来--在一个模型中，预测一个培养物将以多快的速度生长，以及它将产生多少生物量。"他是奥尔登堡大学海洋环境化学和生物学研究所（ICBM）普通和分子微生物学研究小组的负责人，通过他们细致的工作，研究人员获得了对这种细菌菌株的代谢反应的全面了解。他们发现约有200个基因参与了降解过程，并确定了哪些酶可以分解作为营养物加入的物质，以及各种坚果是通过哪些中间产物产生的。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348929.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348929.htm

细菌是如何移动的？困扰科学家50年的谜团终于被揭开

细菌是如何移动的？困扰科学家50年的谜团终于被揭开来自弗吉尼亚大学医学院的研究人员和他们的同事已经解决了关于大肠杆菌和其他细菌如何移动的一个长期之谜。细菌通过将它们长长的线状附属物卷成开瓶器形状来向前移动，这些附属物可以作为临时的“螺旋桨”。然而，由于这些“螺旋桨”是由单一的蛋白质形成的，专家们对它们究竟是如何做到这一点感到困惑。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1328713.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1328713.htm

细菌防御机制研究为治疗人类疾病提供新思路

细菌防御机制研究为治疗人类疾病提供新思路（早报讯）美国一项新研究发现，在对抗外来入侵时，细菌与人类细胞有着非常相似的防御机制，对细菌有关机制的研究或将为治疗包括自身免疫性疾病在内的诸多人类疾病提供新思路。新华社报道，美国科罗拉多大学博尔德分校日前发布新闻公报，介绍了这项发表在英国《自然》杂志上的研究。科学家曾利用细菌防御病毒入侵的一种机制开发出“基因剪刀”CRISPR基因编辑技术。科罗拉多大学博尔德分校与加州大学圣迭戈分校研究人员，在这项研究中聚焦一种人体和细菌都有的蛋白质——cGAS。这种蛋白质在人体和细菌防御病毒入侵时发挥重要作用，cGAS以更简单的形式存在于细菌中。研究人员利用冷冻电子显微镜技术及其他遗传和生化实验，研究了细菌中cGAS相关反应过程，发现泛素转移酶可帮助cGAS保护细胞免受病毒攻击，并找到了负责开关cGAS作用机制的蛋白质。在人体中，泛素转移酶控制着免疫信号及其他涉及细胞的关键过程。研究人员说，这项研究表明，人类与细菌并非全然不同，而是有着打开和关闭免疫通路所需的相同核心机制。与人类细胞相比，细菌更易在基因上操纵和研究。研究细菌有助进一步了解人体运作方式，开发出治疗人类疾病的方法。

研究：新发现的蛋白质可帮助拯救生命

研究：新发现的蛋白质可帮助拯救生命酵母菌无处不在，包括在我们身体内部和周围，很像细菌。而且，像细菌一样，酵母菌可能感染你并使你生病。每年大约有1.5亿人被酵母菌感染，大约有170万人死于酵母菌，主要是免疫力低下的人。酵母细胞和人类免疫系统细胞使用非常相似的化学反应来选择何时生长。亚利桑那大学的研究人员发现了这两种细胞类型之间的细微差别，这可能鼓励创造出抗真菌药物，这些药物可能针对体内的致病酵母，同时保护免疫系统。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1330317.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1330317.htm

工程师创造出能合成非天然氨基酸的细菌

工程师创造出能合成非天然氨基酸的细菌现在，特拉华大学工程学院化学与生物分子工程系助理教授AdityaKunjapur实验室的研究人员通过改造细菌，合成了一种含有稀有功能基团的氨基酸。研究人员还教导单一细菌菌株制造这种氨基酸，并将其置于目标蛋白质的特定位点。这些研究成果发表在《自然-化学生物学》（NatureChemicalBiology）上，为今后开发独特的疫苗和免疫疗法奠定了基础。Kunjapur实验室利用合成生物学和基因工程的工具，创造出能够合成不同类型化合物和分子的微生物，特别是那些具有自然界中不常见的功能基团或特性的微生物。在这项研究中，研究人员重点研究了对硝基-L-苯丙氨酸（pN-Phe），这是一种非标准氨基酸，既不是二十种标准氨基酸之一，也没有在自然界中观察到。其他研究小组利用对硝基-L-苯丙氨酸作为一种工具，刺激免疫系统对其通常忽略的蛋白质产生反应。Kunjapur说："硝基化学官能团具有宝贵的特性，但试图重新连接新陈代谢的人们对它的探索还不够。"pN-Phe在文献中也有很好的历史--它可以添加到小鼠的蛋白质上，然后再送回小鼠体内，免疫系统将不再容忍该蛋白质的原始版本。这种能力有望治疗或预防由免疫系统难以锁定的流氓蛋白质引起的疾病。遗传密码扩展方法使研究人员能够增加DNA编码的可用氨基酸"字母表"。通过将新陈代谢工程技术与遗传密码扩充技术相结合，研究人员创建了一个能够自主生产硝化蛋白质的系统。Kunjapur说："由于硝基官能团的化学性质，我们为这个项目选择的氨基酸是非常规的，我们领域的许多科学家可能都没有想到它可以通过生物合成来制造。"这项研究的下一步是优化他们的方法，以合成更大量的硝化蛋白，并将这项工作扩展到其他微生物。长期目标是进一步完善这一平台，将其应用于疫苗或免疫疗法，Kunjapur的努力得到了2021年AIChELanger奖和2022年美国国立卫生研究院院长新创新者奖的支持。为了进一步支持这一长期目标，Kunjapur和本文第一作者、博士候选人NeilButler共同创办了NitroBiosciences公司。Butler勒说："我认为这很有意义，因为你可以利用细菌的中心代谢及其生产不同化合物的能力，只需稍加改动，就能扩大其化学成分的范围。硝基功能在生物学中是罕见的，标准的20种氨基酸中也不存在这种功能，但我们证明细菌的新陈代谢具有足够的延展性，可以通过重新接线来创造和整合这种功能。"Kunjapur补充说："细菌是潜在的有用药物输送载体。我们认为，我们已经创造了一种工具，可以利用细菌在体内产生目标抗原的能力，并利用硝化能力同时照亮这些抗原。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1371975.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1371975.htm