噬菌體“飛船”正在細(xì)菌上著陸
首先說(shuō)明，上圖并非科幻，而是實(shí)實(shí)在在，并且時(shí)時(shí)刻刻發(fā)生在周?chē)h(huán)境中和我們體內(nèi)的事情，只不過(guò)CG化了一下。這個(gè)像外星飛船一樣的東東，就是一個(gè)噬菌體。噬菌體實(shí)際上是一種病毒，專(zhuān)門(mén)以各類(lèi)細(xì)菌為攻擊目標(biāo)。噬菌體廣泛的存在于環(huán)境中，但因?yàn)樘×?，所以一直不被我們關(guān)注。那么我們就來(lái)看看噬菌體飛船是如何與細(xì)菌作戰(zhàn)的：
一. 噬菌體飛船結(jié)構(gòu)圖
T2型噬菌體
這就是一艘標(biāo)準(zhǔn)噬菌體戰(zhàn)艦的結(jié)構(gòu)圖，簡(jiǎn)潔而強(qiáng)悍。飛船主要分三部分：底部是幾個(gè)像爪子一樣的尾絲，用來(lái)錨定細(xì)菌母船；中部是一個(gè)中空的螺旋狀管，連接頭尾部；頭部就是飛船座艙，里面裝著幕后操縱者 - DNA或者RNA。整個(gè)飛船的尺寸只有幾百納米，細(xì)菌和它比起來(lái)簡(jiǎn)直就像星際航空母艦。
二. 入侵細(xì)菌母船
噬菌體消滅細(xì)菌的過(guò)程
上圖是真實(shí)的電子顯微鏡拍攝的噬菌體入侵細(xì)菌的全過(guò)程。噬菌體首先著陸細(xì)菌，用尾絲固定好。然后釋放一種酶，把細(xì)菌的細(xì)胞膜融化出一個(gè)洞。隨后座艙里的指揮者就從這個(gè)洞進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部，俘虜細(xì)菌自身的指揮者（細(xì)菌的基因組），并指揮它們?yōu)樽约汗ぷ?。利用?xì)菌母船自身的材料，仿照入侵者飛船的結(jié)構(gòu)，制造多艘飛船。最后成千上萬(wàn)艘飛船被制造出來(lái)，向新的母船目標(biāo)進(jìn)發(fā)，剩下的只是一片白茫茫的虛空。。。
三. MRSA - 超級(jí)細(xì)菌母船
超級(jí)耐藥菌 - MRSA
這就是臭名昭著的超級(jí)耐藥菌，MRSA（金黃色葡萄糖鏈球菌），這實(shí)際是一種被抗生素濫用所催生的怪獸。在和抗生素的斗爭(zhēng)中，它們已經(jīng)進(jìn)化出對(duì)于多種強(qiáng)力抗生素的抗性。MRSA是目前醫(yī)療系統(tǒng)內(nèi)，導(dǎo)致感染死亡率最高的一種細(xì)菌，令醫(yī)務(wù)工作者非常頭疼。
四. 如何利用噬菌體族殺滅MRSA
其實(shí)想到寫(xiě)本文，是因?yàn)檫@幾天在悟空問(wèn)答連續(xù)被問(wèn)到抗生素濫用和超級(jí)細(xì)菌的問(wèn)題。不禁想起自己曾經(jīng)參與的一個(gè)研究項(xiàng)目 - 改造噬菌體（BacterioPhage）殺滅超級(jí)耐藥菌（MRSA - 金黃色葡萄糖鏈球菌）。
本人若干年前在學(xué)校的時(shí)候參與的改造噬菌體殺滅MRSA研究項(xiàng)目
其實(shí)這個(gè)項(xiàng)目是很有意思的，思路是先找到自然界里和MRSA比較相似的細(xì)菌，看一看哪種噬菌體是它們的天敵，然后對(duì)噬菌體和細(xì)菌的基因組和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，搞清楚是如何入侵的，然后針對(duì)MRSA的結(jié)構(gòu)，改造噬菌體的結(jié)構(gòu)，讓它也可以入侵MRSA，從而達(dá)到殺滅目的。其實(shí)作為生信分析的負(fù)責(zé)人，我主要關(guān)注噬菌體的尾絲結(jié)構(gòu)以及MRSA表面受體蛋白，看看如何讓噬菌體能夠準(zhǔn)確快速錨定MRSA。不過(guò)這只是我們當(dāng)時(shí)的一個(gè)課程項(xiàng)目，后來(lái)的產(chǎn)業(yè)化過(guò)程我就沒(méi)有跟進(jìn)了。
五. 研究現(xiàn)狀
Science發(fā)文闡述噬菌體療法進(jìn)展
實(shí)際上，噬菌體療法在抗生素發(fā)明之前，就已經(jīng)有人提出了。但之后逐漸被擱置，主要原因之一是抗生素太成功了，使得人們?nèi)狈?duì)其他替代療法的研發(fā)動(dòng)力。但近年來(lái)，隨著抗生素濫用的日益嚴(yán)重，如抗菌肽，噬菌體等替代療法又被提到日程上，目前噬菌體療法的商業(yè)化已經(jīng)在推進(jìn)。另一個(gè)不容忽視的焦點(diǎn)就是安全性問(wèn)題，理論上噬菌體對(duì)于真核生物沒(méi)有天然侵染力，但這一點(diǎn)還需要大力投入研發(fā)和謹(jǐn)慎評(píng)估。
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