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開發(fā)出具有利他行為的工程菌
最近更新時間：2013-3-14
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開發(fā)出具有利他行為的工程菌
近日，刊登在雜志Molecular Systems Biology上的一篇研究報告中，來自杜克大學(xué)的研究者表示，他們開發(fā)出了一種工程化細(xì)菌，其可以通過犧牲自己而立于別的細(xì)菌群體的生長，這同時也揭示了程序性的細(xì)胞死亡對于細(xì)菌群體的生存變得具有特殊的優(yōu)勢。
研究者Linchong You表示，我們使用了一種人工的生物途徑來檢測了大腸桿菌發(fā)生程序性細(xì)胞死亡的優(yōu)勢性。這種檢測系統(tǒng)比較具有協(xié)調(diào)性，使得利它死亡的細(xì)菌的范圍可以增加，因此研究者就可以控制控制程序性細(xì)胞死亡的范圍，就和不同條件下檢測利它死亡的范圍一樣。
程序性的細(xì)胞死亡和細(xì)菌對壓力效應(yīng)相關(guān)，比如對氨基酸的饑餓或者競爭性分子的存在。然而細(xì)胞為何在沒有給與細(xì)胞任何優(yōu)勢的情況下，細(xì)胞會選擇死亡的原因，研究者并不清楚。一些研究者表示，程序性細(xì)胞死亡使得細(xì)胞為生存的細(xì)胞提供好處，但是目前到現(xiàn)在，在實驗中并不能檢測到這種情況的存在。
本文研究中，研究者使用人工生物學(xué)方法對大腸桿菌進(jìn)行工程化操作，使得大腸桿菌細(xì)胞可以進(jìn)行自殺行為以及促進(jìn)其余細(xì)菌群體的生長繁殖。研究者引入了一個基因回路，其包括兩個模塊，當(dāng)細(xì)菌面對抗生素6-氨基青酶烷酸時，如果“自殺”模塊激活，其會導(dǎo)致一些細(xì)菌細(xì)胞死亡破裂，如果“公共利益”模塊處于表達(dá)激活狀態(tài)，那么一種修飾的β-內(nèi)酰胺酶就會產(chǎn)生，其會保護(hù)存活的細(xì)菌細(xì)胞免于抗生素的分解和殺滅。當(dāng)酶從細(xì)菌細(xì)胞中釋放出以后，這種保護(hù)作用才會開啟。
研究表示，有可能在某些情況下，一些細(xì)菌細(xì)胞的死亡會對所有的細(xì)菌群體帶來益處。研究結(jié)果對于理解處于壓力條件下細(xì)菌細(xì)胞發(fā)生程序性細(xì)胞死亡的進(jìn)化動力學(xué)有很大幫助，而且為開發(fā)新型的抗菌療法具有明顯的應(yīng)用價值。