令链球菌“种邪”的祸首：噬菌体

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    [生物通讯]一种原本普通的细菌一旦邂逅一组合适的基因，就会“种邪”，摇身一变为“冷面杀手”，但细菌究竟是何时、如何获得这些基因的还是一个谜。在一项新研究中，研究人员证明，一种特殊病毒就是隐藏在“种邪”新细菌株系后面的罪魁祸首。

    这些称为噬菌体的病毒，专门攻击细菌，将自身的一些基因转移到细菌中，并从一个细菌传到另一个细菌，在细菌体内繁殖复制，最终使细菌死亡。通过为宿主引入一些基因，噬菌体能够产生一些有潜在致命特征的新菌株。这篇发表在本周美国《国家科学院学报》（Proceedings of the National Academy of Sciences）网络版上的新发现，揭示了细菌进化的一个重要机制，并识别出几个预防或治疗严重感染的药物或疫苗的可能目标靶。

    A组链球菌（Group A Streptococcus ，GAS）是一类能够引发多种疾病的常见细菌，包括脓毒性咽喉炎、伤后感染、中毒性休克、“食肉”病、猩红热、风湿热以及肾脏疾病等。美国国家过敏与传染性疾病研究院（National Institute of Allergy and Infectious Diseases ，NIAID)的James Musser博士试图找到为何一些GAS株系会引发严重感染，而其它株系只会导致轻度疾病的答案。为实现这一目的，他和他的同事将注意力转向GAS的基因组。研究人员希望通过比较分离自感染不同GAS的病人的链球菌株系的全部遗传组成，他们能够识别出与各种疾病连锁的特殊基因。

“我们尽力跳过基因组研究摸索技巧的阶段，直接利用我们从基因序列中得来的信息创造一种预防和治疗感染的新途径，并了解有毒新菌株是如何产生的。”NIAID落矶山实验室中领导人类细菌发病机理实验室的Musser博士说。

    在最近进行的大多数研究中，Musser和 Stephen Beres博士以及他们的同事确定了一个分离自一名中毒性休克综合征病人的称为M3 的GAS菌株的完整遗传组成。M3菌株以引起极其严重的感染、导致严重疾病甚至死亡而闻名。M3菌株的基因组中含有超过1900万个组成遗传密码的碱基对。其中约有1700万个碱基对是与其它致命性较小的链球菌株系共有的，剩下的10％基因组则是M3所独有的。当研究人员仔细研究这些M3独有的DNA遗传区域时，他们发现一个泄密的遗传标记，标记表明噬菌体已引入了许多M3基因到这些致病株系中。“我们发现，细菌病毒已将关键的新毒素基因转移到到链球菌中，导致新的有毒菌株的产生。Musser解释说。

    研究人员在这些独有基因中识别出几个编码细菌毒素和酶的基因，这些毒素和酶可能与M3 GAS菌株的强感染特点有关。令人惊异的是，其中有一个毒素与蛇毒中的一种酶相似。这些分子有望作为新药、新诊断方法和新疫苗的目标靶。研究还为Musser博士视作被忽视的研究领域打开了希望的大门。“科学家早就知道噬菌体的存在。”他解释说。“但他们并没有仔细研究噬菌体与传染性疾病之间的间接关系。既然我们已经证明它们在细菌进化中的重要性，接下来我们需要进行大量研究了解噬菌体。”他说。

    明尼苏达大学医学院和美国国家犹太人医学和研究中心的研究人员也参与了研究。

    NIAID是美国国家卫生院（NIH）的一个分支机构。NIAID致力于预防、诊断和治疗传染性疾病和免疫疾病的基础和应用研究，其中包括艾滋病以及其它性传递疾病、潜在生物恐怖致病原引起的疾病、肺结核、疟疾、自体免疫疾病、哮喘和过敏等。

消息来源：NIH之过敏与传染性疾病研究院

生物通摘译自BIO.COM