首次使用CRISPR-Cas9联合植物细菌改造致病真菌

【字体: 时间:2021年12月24日 来源:Nature Communications

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  研究小组还利用这种细菌感染真菌的能力,将DNA插入C. auris的基因组中。筛选具有不同形态或结构的转基因细胞,可以提供哪些基因在控制它的线索

  
   

Strains of Candida auris in yeast and filamentous form    



2009年,一种名为耳念珠菌(Candida auris )的微生物似乎凭空出现了。

这种真菌在医院和其他护理机构引发了致命的疫情,很快引起了全世界科学家的警觉,因为它回避了治疗真菌感染的传统药物。从那时起,为了更好地了解这种真菌并更好地控制它,人们展开了一场竞赛。

密歇根大学(University of Michigan)发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的一项新研究,标志着在理解C. auris生物学方面迈出了重要一步,研究了其从圆形酵母形态转变为更像毛发、丝状形态的能力背后的遗传学。

密歇根大学医学院微生物和免疫学助理教授Teresa O’Meara博士说:“几乎所有的真菌病原体,从山谷热到酵母感染,都有形态变化,并且似乎将毒性过程与形式的变化结合起来。但人们还没有弄清楚念珠菌是否能做到这一点,以及如何做到。”

值得注意的是,现在在所有有人居住的大陆上都发现了这种真菌,而且在世界不同的地方出现了不同的变种和形态。确定这些变异背后的基因是确定形状和疾病如何相关的关键。但直到现在,研究C. auris的基因一直是非常困难的。

O’Meara实验室的博士生、论文的第一作者Darian Santana说:“在这个领域,大家都知道很难对这种生物体进行基因操纵。我认为很多研究人员避免使用它,或者花了很多时间和精力来让一些东西发挥作用。”

他和O’Meara利用基于DNA的CRISPR-Cas9技术和一种通常感染植物的细菌开发了他们自己的基因工具。

研究小组还利用这种细菌感染真菌的能力,将DNA插入C. auris的基因组中。筛选具有不同形态或结构的转基因细胞,可以提供哪些基因在控制它的线索。Santana说,这个团队是第一个在C. auris中成功使用这些方法的团队。

O’Meara说:“这些基因不仅对形态很重要,而且对毒性和耐药性也很重要。”他们的工作是C. auris研究概念的重要证明,他们希望这将有助于研究这种致命病原体的研究界更快地评估菌株,并筛选为什么有些菌株比其他菌株更容易致病或耐药的基因。

她补充说:“你在一个菌株中学到的东西不一定适用于另一个菌株,所以能够在不同背景的真菌中进行基因操作是很重要的。”

接下来,O’Meara和Santana希望能发现C. auris能够在医院和其他表面传播得如此之好背后的遗传因素。

“一旦发现患者感染,感染预防措施将擦洗整个房间。一般来说,你会发现,念珠菌到处都是——护士的挂绳、温度探头、床上用品等等。移除是一个相当广泛的过程,这种增强的传播能力似乎是独特的念珠菌,”Santana说。

10.1038/s41467-021-27545-5

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