CRISPR-Cas9靶向敲除尿路致病性大肠杆菌毒力基因iucD和papC:抗毒力治疗新策略

【字体: 时间:2025年07月11日 来源:Antonie van Leeuwenhoek 1.8

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  研究人员利用CRISPR-Cas9基因编辑技术,针对尿路致病性大肠杆菌(UPEC)的关键毒力因子——铁摄取基因iucD和菌毛组装蛋白papC进行精准灭活。通过引入提前终止密码子成功获得截短蛋白变体,生物信息学分析显示其功能域完全丧失,分子对接证实NAD(P)H结合力显著降低。该研究为抗毒力疗法提供了新靶点。

  尿路致病性大肠杆菌(UPEC)作为尿路感染(UTI)的主要元凶,其致病性高度依赖铁离子获取系统和粘附菌毛。这项研究巧妙运用"基因剪刀"CRISPR-Cas9技术,对临床分离株的两个核心毒力基因实施精准打击:通过同源重组模板引导,在负责铁载体合成的iucD基因和菌毛组装关键蛋白papC基因中引入终止密码子。

基因测序验证了编辑位点的精确性,产生的截短版iucD蛋白丧失了NAD(P)H结合口袋,而残缺的PapC蛋白则无法与粘附素PapG正常结合。计算机模拟结果令人振奋——截短蛋白不仅丢失了InterPro数据库预测的所有功能域,Swiss-Model构建的三维结构更显示其活性中心完全瓦解。分子对接实验数据表明,突变体iucD与辅酶的亲和力暴跌,而PapC-PapG蛋白互作网络也土崩瓦解。

该研究不仅展示了CRISPR-Cas9在细菌致病机制研究中的强大威力,更开辟了通过靶向毒力因子(而非直接杀菌)来对抗耐药菌感染的新思路。当传统抗生素面临失效危机时,这种让病原体"自废武功"的抗毒力策略,或将成为对抗UPEC感染的智能武器。

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