据德国《世界报》网站报道,许多病原体已对抗生素产生耐药性并迅速繁殖,但噬菌体作为其天敌,为新型抗菌药物开发提供了希望。德国马克斯·普朗克分子植物生理学研究所的研究人员成功将噬菌体来源的细胞溶素基因植入烟草叶绿体中,实现了该蛋白的高效生产。
细胞溶素是一种由噬菌体编码的酶,能够特异性裂解细菌细胞壁,在噬菌体感染末期导致细菌溶解。研究小组负责人拉尔夫·伯克(Ralph Bock)表示,细胞溶素在转基因烟草中的表达量可占植物总可溶性蛋白的70%。这一高效表达得益于叶绿体转化技术,该技术利用叶绿体基因组的多拷贝特性,实现外源蛋白的高水平积累。此外,细胞溶素在植物细胞内表现出对蛋白水解酶的稳定性,这可能是其高积累量的原因之一。
利用噬菌体治疗细菌感染并非新概念,早在20世纪初,噬菌体疗法就被用于治疗细菌感染。然而,传统噬菌体疗法面临制备复杂、宿主范围窄等挑战。本研究通过在植物中生产纯化的细胞溶素蛋白,提供了一种可规模化、成本效益高的替代方案,尤其针对多重耐药性细菌,如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和耐碳青霉烯类肠杆菌科细菌。
该研究为应对全球抗生素耐药性危机提供了创新策略,未来有望将细胞溶素开发为局部或全身性抗菌药物,用于治疗耐药菌感染。