一组新的细菌毒素 对付耐药性细菌和真菌

　　

抗生素耐药性是一个日益令人担忧的问题。根据疾病预防控制中心的数据，每年发生280多万例抗微生物药物耐药性感染。现在，一组研究人员发现了一组新的细菌毒素，可以杀死有害细菌和真菌，为对抗感染的潜在新方法打开了大门，尤其是那些对抗生素有抗药性的感染。这一发现发表在《Nature Microbiology》杂志上，题为“抗菌和抗真菌细菌毒素的系统发现”，并揭示了一些细菌如何利用这些毒素与其他微生物竞争。

由以色列希伯来大学环境科学研究所的研究员Asaf Levy博士、科雷特兽医学院的Neta Schlezinger博士和生命科学研究所的Netanel Tzarum博士领导的研究人员，与魏茨曼科学研究所的研究员Jacob Klein和Meital Oren-Suissa以及霍恩海姆大学的Herbert Schmidt博士合作，在超过10万个微生物基因组中发现了毒素，能摧毁细菌和真菌的细胞而不伤害其他生物体。

微生物竞争是一种自然现象，细菌已经进化出复杂的方法，包括毒素，以消除竞争对手。自然界中用于竞争的天然化合物最著名的例子是细菌和真菌产生的抗生素。

在这项研究中，Levy的团队开发了一种计算方法来识别以前未被发现的毒素蛋白结构域，这些结构域存在于105,000多个微生物基因组中，有100-150个氨基酸长。这些蛋白质毒素，被称为多态毒素，在微生物战中发挥关键作用，瞄准并杀死不同生态系统中的竞争微生物。

研究小组验证了九种新发现的毒素，每一种毒素都代表了一个大的进化保守家族，证明了它们在这些模式生物中表达时导致大肠杆菌和酿酒酵母细胞死亡的能力。还发现了五种抗毒素基因，也被称为免疫基因，它们可以保护产生毒素的细菌免受自我毁灭。

研究人员还发现，毒素对一系列致病真菌具有抗真菌活性，而某些无脊椎动物和巨噬细胞不受影响。该研究的实验结果表明，这些毒素主要作为有效的酶，针对基本的细胞过程，如细胞膜、DNA或细胞分裂。

两种毒素免疫蛋白复合物的结构分析进一步证实，其中一些毒素具有DNA酶活性，可以降解靶细胞中的DNA。

Levy说：“我们的发现扩大了我们对细菌如何利用毒素与其他微生物竞争的理解，并为未来研究人类和植物细菌和真菌病原体急需的抗菌剂提供了令人兴奋的途径。”“这些毒素作为新的临床治疗或生物技术创新基础的潜力尤其令人兴奋。”

这一发现可能为新的抗微生物策略铺平道路，特别是随着耐抗生素病原体的增加。该研究对不同环境下微生物相互作用的理解和下一代抗菌剂的开发具有广泛的意义。