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许多致命的毒性细菌都具有一套像注射器一样的分泌系统,可以将毒性蛋白直接注入哺乳动物细胞内。最近研究人员通过基因工程将一种致病菌的分泌系统成功转入到无毒的大肠杆菌实验株中。这些基因改造的工程菌可以合成一种肌肉蛋白,并且直接注入培养的人类细胞中。
波士顿麻省综合医院的微生物学家Cammie F.Lesser表示,这种细菌能够将一些治疗性蛋白直接注入患者的体细胞内,由于细菌表面的蛋白质可以特异性地结合于某些组织,因此这种细菌的分泌系统具有靶向递药功能,直接将药物输入病变细胞。先前科学家已经尝试通过降低致病菌的毒力,将其改造成低毒株从而利用其蛋白分泌系统,但是这些改造细菌株仍然会给一些患者带来危险,尤其是那些免疫系统功能低下的患者。
该研究中,Lesser和同事决定尝试使用福氏志贺菌的Ⅲ型分泌系统,这是一种会引起人类腹泻的革兰氏阴性的致病菌。研究团队通过基因工程将该分泌系统相对应的基因转入到大肠杆菌中,从而使大肠杆菌具有该分泌系统的功能。
该分泌系统可以特异性识别那些具有特定氨基酸序列标记的蛋白质,结合后将其分泌到胞外。因此研究人员找出了包含标记的50个氨基酸片段,并将其对应的基因与一种哺乳细胞肌肉蛋白相关基因MyoD连接在一起。当具有该分泌系统的大肠杆菌合成这种被标记的MyoD蛋白时,随后成功将其直接注入培养的海拉细胞内。
Lesser和同事正在准备下一阶段更接近临床应用的研究工作。并且同时也在研究通过改造一些可以呈递抗炎蛋白的细菌,从而开发出治疗炎症性肠病的新型疗法。