新法能高效滅活抗生素抗性基因

科技日報訊 （記者劉海英）美國加州大學聖地亞哥分校研究團隊16日在《自然·通訊》上發表論文稱，他們開發出一種新型基因驅動系統Pro-AG，能有效滅活賦予細菌抗生素抗性的基因，其效率比使用CRISPR系統對照方法高百倍。

抗生素的廣泛使用導致了環境中抗生素耐藥性細菌的流行。有證據表明，這些環境中的抗生素耐藥性來源會傳播給人類。專家預測，在未來幾十年中，抗生素耐藥性的威脅可能會急劇增加，如果不加控制，到2050年可導致每年約1000萬人因耐藥性細菌相關疾病而死亡。

細菌中賦予抗生素抗性的基因通常攜帶在被稱為質粒的環狀DNA分子上。質粒可以獨立於細菌基因組複製，攜帶抗生素抗性基因的質粒的拷貝可以存在於每個細胞中，並具有在細菌之間轉移抗生素抗性的能力。使用CRISPR系統對這些質粒進行定點剪切編輯，破壞質粒，可將抗生素抗性降低約100倍。Pro-AG系統則採用了一種高效的剪切—粘貼機制，在將基因盒插入賦予抗生素抗性的基因中之後，Pro-AG元件會通過自我擴增機制複製自身，最終達到大幅降低抗生素抗性的目的。研究人員在論文中指出，Pro-AG系統在高拷貝數質粒上對抗生素抗性標記進行功能失活，其效率是基於CRISPR系統的剪切—破壞方法的100倍。

除高效編輯高拷貝數質粒外，Pro-AG還可以有效編輯大型質粒和單拷貝基因組靶點，或引入功能基因，這為該系統在生物技術或生物醫學領域的更廣泛應用奠定了基礎。

研究人員表示，Pro-AG技術可用於慢性細菌感染的治療，幫助治療如囊性纖維化、慢性尿路感染、結核病等疾病。而與各種現有的遞送機制結合，該技術還可以用於去除下水道、魚塘、飼養場等環境中的抗生素抗性菌株，大幅降低環境中抗生素抗性的發生率。