劳伦斯·伯克利国家实验室 附着在细菌细胞壁上的多种噬菌体的假彩色透射电子显微照片
信用:维基共享 科学家们正在不断寻找新的和改进的方法来处理细菌，无论是消除致病菌株还是改变潜在的有益菌株
尽管人类已经发明了许多聪明的药物和基因工程工具来完成这些任务，但与噬菌体——感染细菌的病毒——发动的微调攻击相比，这些方法可能显得笨拙
与其他寄生虫一样，噬菌体也在不断进化，以瞄准和利用其特定的宿主菌株，反过来，细菌也在不断进化，以躲避噬菌体
这些永无休止的生存之战产生了令人难以置信的多样化的分子库，研究人员渴望对其进行研究，但这样做可能是乏味和劳动密集型的
为了深入了解这些防御策略，一个由伯克利实验室科学家领导的团队刚刚开发了一种高效且廉价的新方法
正如《公共科学图书馆生物学》所报道的那样，该团队表明，三种技术的结合可以揭示噬菌体利用哪些细菌受体来感染细胞，以及细菌使用什么细胞机制来应对噬菌体感染。
“尽管进行了近一个世纪的分子工作，噬菌体-宿主相互作用的潜在机制只有少数几对是已知的，其中宿主是一种经过充分研究的模式生物，可以在实验室中培养，”相应的作者维韦克·穆塔利克说，他是伯克利实验室环境基因组学和系统生物学(EGSB)部门的研究科学家
“然而，噬菌体代表了地球上最丰富的生物实体，由于它们对细菌的影响，它们是环境营养循环、农业产出以及人类和动物健康的关键驱动力
为了更好地了解地球上的微生物群，开发新的药物，如基于细菌的疫苗或治疗抗生素耐药性感染的噬菌体鸡尾酒疗法，获得更多关于这些相互作用的基础知识已变得势在必行
" 对噬菌体的艺术描绘
信用:安塔拉穆塔利克 照亮“暗物质” 该团队的三管齐下的方法被称为条形码功能丧失和功能获得文库，使用已建立的技术来创建基因缺失和增加基因表达，以识别细菌使用哪些基因来逃避噬菌体
这些信息也告诉科学家噬菌体瞄准的受体，而不必分析噬菌体的基因组
(然而，科学家们确实计划将来将这项技术应用于病毒，以进一步了解它们的功能
) 穆塔利克和他的同事在两种大肠杆菌菌株上测试了他们的方法
已知被14种基因不同的噬菌体靶向的大肠杆菌
他们的结果证实，该方法通过快速揭示之前通过数十年研究鉴定的同一组噬菌体受体而顺利工作，并且还提供了早期研究中遗漏的新发现
穆塔利克认为，该方法还可以扩大规模，同时评估从不同环境中取样的数百种细菌的噬菌体关系
这将使科学家更容易研究地球上的生物“暗物质”，暗物质是指在许多环境中大量存在的不可培养的、因此不为人所知的微生物
事实上，估计99%的活微生物不能在实验室培养
该团队的方法还代表了一个机会，可以将噬菌体研究中使用的遗传资源标准化，并创建可共享的试剂和数据集，噬菌体研究一直是一个特别且高度可变的过程
“噬菌体的作用是巨大的‘已知-未知’，因为我们知道到处都有噬菌体，但几乎不知道更多
例如，我们了解到以前测序的噬菌体基因组中编码的基因不到10%，”穆塔利克说
“现在我们终于有了观察噬菌体的简化工具，我们可以开始回答许多令人兴奋的问题，并有机会在世界上有所作为
"
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