噬菌体在细菌检测中的新应用

‍近年来,由于细菌对抗生素的耐药性日益严重,泛耐药菌株和全耐药菌株的不断报告,细菌的天然敌人——噬菌体,逐渐地重新回到研究者的视野,成为研究的热点。噬菌体是专性寄生于细菌、真菌等微生物中的病毒的总称。它们对宿主细菌具有天然的特异性,能随细菌的变异而变异,因此在细菌检测和细菌耐药研究中具有重要的应用前景。西南大学付志锋教授团队与陆军军医大学卢曙光副教授合作,利用λ-噬菌体分离法和大肠杆菌蛋白表达系统,获取了能特异性识别细菌的噬菌体活病毒和尾丝蛋白。

噬菌体通过尾丝上的尾丝蛋白特异性识别细菌表面的脂多糖受体,然后利用尾刺上的尾刺蛋白在细菌细胞壁的肽聚糖上溶出一小孔,借助尾鞘的收缩将头部的遗传物质注入到细菌胞内,然后利用细菌的代谢系统合成子代噬菌体,最后在孔蛋白和内溶素的作用下,将细菌裂解,并释放出子代噬菌体和细菌胞内物质。团队成员何勇博士基于上述原理,以噬菌体对磁性纳米颗粒进行功能化,通过噬菌体的捕获和裂解双重作用,利用生物发光法建立了基于噬菌体识别的铜绿假单胞菌活菌检测方法,并成功将其用于该细菌的耐药性快速检测 [1]。
【分析】敌人的敌人就是我们的朋友——噬菌体在细菌检测中的新应用

之后,何勇博士又利用大肠杆菌蛋白表达体系,表达纯化了该噬菌体识别铜绿假单胞菌的功能蛋白——尾丝蛋白。研究结果表明该尾丝蛋白具有以下优点:(1)去除了噬菌体活病毒的裂解活性,为下游检测鉴定带来更高的灵活性;(2)将噬菌体活病毒的株特异性转化为种特异性,避免了非宿主菌株带来的漏检问题;(3)以重组蛋白代替活病毒,为后续的使用与贮存带来更高的便利性。该团队将该尾丝蛋白作为铜绿假单胞菌的识别分子,建立了用于铜绿假单胞菌检测的夹心荧光法和生物发光法,检测限分别为1.3 × 102 CFU/mL和6.7 × 102 CFU/mL [2]。
【分析】敌人的敌人就是我们的朋友——噬菌体在细菌检测中的新应用

上述研究为细菌的快速检测提供了高度特异性的识别试剂,是噬菌体在对抗细菌感染性疾病这一领域的创新性应用。相关成果在Analytical Chemistry 上发表学术论文2篇。

1. 该论文作者为:Yong He, Mengyao Wang, Enci Fan, Hui Ouyang, Huan Yue, Xiaoxiao Su, Guojian Liao, Lin Wang, Shuguang Lu, Zhifeng Fu
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【分析】敌人的敌人就是我们的朋友——噬菌体在细菌检测中的新应用
Highly Specific Bacteriophage-affinity Strategy for Rapid Separation and Sensitive Detection of Viable Pseudomonas aeruginosa
Anal. Chem., 2017, 89, 1916-1921. DOI: 10.1021/acs.analchem.6b04389

2. 该论文作者为:Yong He, Yanli Shi, Mengli Liu, Yingran Wang, Lin Wang, Shuguang Lu, Zhifeng Fu
原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面):
【分析】敌人的敌人就是我们的朋友——噬菌体在细菌检测中的新应用
Non-Lytic Recombinant Phage Tail Fiber Protein for Specific Recognition of Pseudomonas aeruginosa
Anal. Chem., 2018, 90, 14462-14468. DOI: 10.1021/acs.analchem.8b04160

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