英国项目旨在包抄细菌防御机制

2022年10月04日

随着抗生素耐药性(抗菌素耐药性)被世界卫生组织确定为人类面临的十大威胁，一项重大的新项目正在研究细菌细胞的防御机制，以帮助阻止耐药基因的传播。

该项目由埃克塞特大学的Edze Westra教授领导，将使用广泛的方法来研究细菌防御系统如何形成“移动遗传元件”(MGEs)的进化，这些“移动遗传元件”在传播抗菌素耐药性中起着关键作用。

这些DNA片段可以从一个细菌转移到另一个细菌，可以改变细菌的关键特征，包括抗生素耐药性和毒性(它们可能引起的疾病的严重程度)。

这项耗资460万英镑、为期5年的项目已经从英国生物技术和生物科学研究委员会(BBSRC)获得了长期和大规模战略资助(sLoLa)计划的资助。

该项目团队包括来自埃克塞特、达勒姆、曼彻斯特、巴斯、布里斯托尔、利物浦和圣安德鲁斯大学的研究人员。

“为了指导新战略的发展，以遏制抗菌素耐药性的蔓延，投资于对细菌- mge相互作用的更深入了解是至关重要的，”康沃尔郡埃克塞特彭林校区环境与可持续发展研究所的Westra教授说。

“我们雄心勃勃的目标是梳理出复杂的、多层的细菌免疫系统是如何在单个分子、细胞、种群和微生物群落的水平上运作的。

“这需要生物信息学、分子微生物学、生物化学、数学建模、显微镜和实验进化技术方面的专业知识，所以我们组建了一支由世界领先的英国研究人员组成的团队，涵盖所有这些领域。”

韦斯特拉教授补充说:“我们的研究项目建立在最近发现的大量多样的防御系统上，这些防御系统经常共存于同一个细胞中，在那里它们聚集在‘防御岛’中。

“我们的研究结果将对英国的医疗保健、工业和生物技术具有重要的战略意义。”

该项目将结合铜绿假单胞菌的基因组学、建模和实验分析，以确定哪些防御同时发生，哪些协同作用，是什么导致协同作用，不同防御的激活是如何编排的，以及它们如何形成细菌- mge动力学。

来自铜绿假单胞菌的数据将通过对所有细菌分类群的基因组学分析和对其他分类群的选定实验进行推广，以确定生命的一般规则。

其目的是发现可以用于工程生物学的防御系统，特别是利用噬菌体(感染细菌的病毒)。

利物浦大学的凯特·贝克教授说:“解开自然种群中移动遗传元素、噬菌体和细菌防御系统之间复杂的相互作用是理解抗菌素耐药性动态的关键。”

杜伦大学的蒂姆·布洛尔教授补充说:“噬菌体给我们带来了革命性的生物技术工具。

“深入研究噬菌体和细菌之间的分层相互作用，对英国科学来说是一个极好的机会，可以引领探索生物学的新关键领域。

“我们还将努力与公众接触，并在新发现出现时分享我们的发现。”

该项目被称为:“多层细菌基因组防御:将分子机制与单细胞、种群和群落中的细菌- mge冲突联系起来。”