大肠杆菌(E
大肠杆菌)细菌
学分:旧金山加州大学 首先，旧金山加州大学的研究人员成功地使用了脱氧核糖核酸编辑系统CRISPR来改变生活在哺乳动物肠道中的细菌的基因组，这一进展将促进我们对微生物群的理解，并最终为治疗肠道相关疾病铺平道路
在本月发表在《细胞报告》杂志上的这项里程碑式的研究中，研究人员能够从生活在小鼠肠道中的大肠杆菌中移除大量基因，并改变其消化系统中细菌群落的整体组成
“我们已经证明了哺乳动物肠道微生物组中第一个稳定的基因编辑，”彼得·特恩博博士说
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微生物学和免疫学教授
“这是尝试在肠道内制造细菌的起点
" 目前，想要改变肠道微生物的研究人员和医疗从业者的选择非常有限
例如，细菌性食物中毒和类似问题可以用广谱抗生素来治疗，但这种药物最终会杀死许多“好的”微生物和坏的微生物
粪便移植也被用于希望在患有某些感染和胃肠疾病的患者身上重新播种健康的微生物群
但是医生不能确定引入的微生物能否战胜患者现有的细菌群落，这意味着治疗并不总是成功的
特恩博说，因此，改造已经在消化系统中繁殖的细菌将是未来研究和治疗微生物相关健康问题的一个关键方法
直接改变肠道中微生物的基因组会给微生物治疗带来一定程度的精确性，而这是不可能的
特恩博说:“能够改变肠道中已经存在的微生物的DNA，可以让我们以一种比以前更可控的方式来研究微生物。”
“这真的给了我们一个机会去问一些关于健康和疾病的重要问题
" 特恩博的研究集中在E
大肠杆菌，一种自然存在于肠道中的细菌，但名声不佳，因为某些菌株会导致食物中毒
精确基因编辑在肠道微生物组中的一个有用的应用是针对大肠杆菌的有害菌株
大肠杆菌，而有益的不受干扰
在这项研究中，研究人员想知道他们是否可以使用基因编辑工具来锁定并杀死一株大肠杆菌
留下另一个人
特恩博的团队使用了一种叫做M13的病毒，将CRISPR-Cas9系统注射到一种特定的大肠杆菌菌株的细胞中
大肠杆菌，在那里它开始切割DNA片段
结果是戏剧性的
在CRISPR-Cas9系统引入之前，目标菌株在实验中从小鼠收集的粪便样本中更为突出
然而，经过基因编辑后，目标菌株很快开始消失
两周之后，它只占被监测细胞总数的1%
这项研究成功的关键是使用了M13的工程形式，这是一种自然攻击大肠杆菌的病毒
大肠杆菌，但通常不能在消化系统中很好地存活
为了解决这个问题，特恩博和他的同事们将一个抗生素抗性基因拼接到M13的DNA中，该基因将被传递给它感染的细胞，使病毒——以及它携带的CRISPR-Cas9系统——更容易传播
特恩博设想有一天，类似的方法可以用于促进人类“好”肠道细菌的生长
例如，如果研究人员编辑了某些细菌菌株的基因，允许细菌以稀有的营养物质为食，一个人只需在饮食中添加大量的营养物质，就可以控制肠道中滋生的微生物
他说，首先，研究人员需要扩大他们工具包中的病毒清单，并试验改变微生物个体成员如何影响细菌总数
特恩博说:“梦想是，你可以选择你肠道中的特定菌株——或者甚至只是单个基因——你想要推广或淘汰。”
“我们真的很兴奋，我们能够在E区取得如此大的进展
大肠杆菌
希望它能为肠道微生物组的其他成员带来类似的工具
"
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