首次使用CRISPR-Cas9联合植物细菌改造致病真菌

　　

   

   

2009年，一种名为耳念珠菌（Candida auris ）的微生物似乎凭空出现了。

这种真菌在医院和其他护理机构引发了致命的疫情，很快引起了全世界科学家的警觉，因为它回避了治疗真菌感染的传统药物。从那时起，为了更好地了解这种真菌并更好地控制它，人们展开了一场竞赛。

密歇根大学(University of Michigan)发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的一项新研究，标志着在理解C. auris生物学方面迈出了重要一步，研究了其从圆形酵母形态转变为更像毛发、丝状形态的能力背后的遗传学。

密歇根大学医学院微生物和免疫学助理教授Teresa O’Meara博士说:“几乎所有的真菌病原体，从山谷热到酵母感染，都有形态变化，并且似乎将毒性过程与形式的变化结合起来。但人们还没有弄清楚念珠菌是否能做到这一点，以及如何做到。”

值得注意的是，现在在所有有人居住的大陆上都发现了这种真菌，而且在世界不同的地方出现了不同的变种和形态。确定这些变异背后的基因是确定形状和疾病如何相关的关键。但直到现在，研究C. auris的基因一直是非常困难的。

O’Meara实验室的博士生、论文的第一作者Darian Santana说:“在这个领域，大家都知道很难对这种生物体进行基因操纵。我认为很多研究人员避免使用它，或者花了很多时间和精力来让一些东西发挥作用。”

他和O’Meara利用基于DNA的CRISPR-Cas9技术和一种通常感染植物的细菌开发了他们自己的基因工具。

研究小组还利用这种细菌感染真菌的能力，将DNA插入C. auris的基因组中。筛选具有不同形态或结构的转基因细胞，可以提供哪些基因在控制它的线索。Santana说，这个团队是第一个在C. auris中成功使用这些方法的团队。

O’Meara说:“这些基因不仅对形态很重要，而且对毒性和耐药性也很重要。”他们的工作是C. auris研究概念的重要证明，他们希望这将有助于研究这种致命病原体的研究界更快地评估菌株，并筛选为什么有些菌株比其他菌株更容易致病或耐药的基因。

她补充说:“你在一个菌株中学到的东西不一定适用于另一个菌株，所以能够在不同背景的真菌中进行基因操作是很重要的。”

接下来，O’Meara和Santana希望能发现C. auris能够在医院和其他表面传播得如此之好背后的遗传因素。

“一旦发现患者感染，感染预防措施将擦洗整个房间。一般来说，你会发现，念珠菌到处都是——护士的挂绳、温度探头、床上用品等等。移除是一个相当广泛的过程，这种增强的传播能力似乎是独特的念珠菌，”Santana说。

10.1038/s41467-021-27545-5