科学家首次成功编辑了活体小鼠的肠道微生物组基因

2021年11月29日 15:26 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

日前,来自加州大学旧金山分校(UCSF)的科学家们首次成功编辑了活体小鼠肠道微生物组中的细菌基因组。猎杀细菌的病毒加载了CRISPR基因编辑系统,这一突破可能将有助于操纵不同细菌物种之间的比例从而治疗一系列健康问题。

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我们每个人的肠道里都有一个巨大的微生物群落。这个肠道微生物群跟我们的健康有着千丝万缕的联系,而不仅仅是消化系统的健康。最近的研究发现,肠道微生物组可能在自身免疫性疾病、糖尿病、癌症、心血管疾病、帕金森氏症、阿尔茨海默氏症、多发性硬化症甚至抑郁症中起作用。

这个微妙的生态系统的平衡可能会被我们的饮食、抗生素和许多其他因素所扰乱并且很难拨乱反正。益生菌和粪便移植可能会有帮助,但它们并不总是采取且可能无法达到预期的效果。

对于这项新研究,来自加州大学旧金山分校的研究人员调查了肠道细菌的基因编辑如何帮助恢复微生物组构成的平衡。一个重要的区别是设计出在不影响其他可能有益的菌株的基础上针对特定菌株的治疗方法。

这项研究的论文通讯作者Peter Turnbaugh表示:“我们已经展示了哺乳动物肠道微生物组内的第一个稳定基因编辑。这是尝试对肠道内的细菌进行改造的起点。”

大肠杆菌作为我们肠道中最常见的居民之一,既拥有对我们有益的菌种,也拥有可能导致食物中毒等疾病的菌种。在对小鼠的测试中,该团队设计了一种名为M13的噬菌体--一种专门猎杀大肠杆菌的病毒--来选择性地关注一种菌株。当该病毒抓住时,它将CRISPR-Cas9传递给目标细菌并删除染色体。

研究小组给小鼠口服M13并通过分析动物的粪便监测微生物组的变化。在治疗开始前,目标菌株在它们的内脏中占据主导地位,但两周后它只占了百分之一。

研究人员指出,这项技术最终可用于改变微生物组的构成以帮助纠正可能导致健康问题的不平衡。但当然,这是一个崇高的目标,考虑到微生物组的巨大复杂性,这个目标仍遥遥无期。对于研究人员们来说,仍有很多工作要做--包括寻找其他可以针对不同细菌的噬菌体。

Turnbaugh表示:“梦想是你可以选择你的肠道中的哪些特定菌株--甚至只是个别基因--你想促进或剔除。我们对我们能在大肠杆菌中推动这一进程感到非常兴奋。希望它能为肠道微生物群的其他成员带来类似的工具。”

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