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噬菌体“飞船”正在细菌上着陆 首先说明，上图并非科幻，而是实实在在，并且时时刻刻发生在周围环境中和我们体内的事情，只不过CG化了一下。这个像外星飞船一样的东东，就是一个噬菌体。噬菌体实际上是一种病毒，专门以各类细菌为攻击目标。噬菌体广泛的存在于环境中，但因为太小了，所以一直不被我们关注。那么我们就来看看噬菌体飞船是如何与细菌作战的： 一. 噬菌体飞船结构图 T2型噬菌体 这就是一艘标准噬菌体战舰的结构图，简洁而强悍。飞船主要分三部分：底部是几个像爪子一样的尾丝，用来锚定细菌母船；中部是一个中空的螺旋状管，连接头尾部；头部就是飞船座舱，里面装着幕后操纵者 - DNA或者RNA。整个飞船的尺寸只有几百纳米，细菌和它比起来简直就像星际航空母舰。 二. 入侵细菌母船 噬菌体消灭细菌的过程 上图是真实的电子显微镜拍摄的噬菌体入侵细菌的全过程。噬菌体首先着陆细菌，用尾丝固定好。然后释放一种酶，把细菌的细胞膜融化出一个洞。随后座舱里的指挥者就从这个洞进入细菌内部，俘虏细菌自身的指挥者（细菌的基因组），并指挥它们为自己工作。利用细菌母船自身的材料，仿照入侵者飞船的结构，制造多艘飞船。最后成千上万艘飞船被制造出来，向新的母船目标进发，剩下的只是一片白茫茫的虚空。。。 三. MRSA - 超级细菌母船 超级耐药菌 - MRSA 这就是臭名昭著的超级耐药菌，MRSA（金黄色葡萄糖链球菌），这实际是一种被抗生素滥用所催生的怪兽。在和抗生素的斗争中，它们已经进化出对于多种强力抗生素的抗性。MRSA是目前医疗系统内，导致感染死亡率最高的一种细菌，令医务工作者非常头疼。 四. 如何利用噬菌体族杀灭MRSA 其实想到写本文，是因为这几天在悟空问答连续被问到抗生素滥用和超级细菌的问题。不禁想起自己曾经参与的一个研究项目 - 改造噬菌体（BacterioPhage）杀灭超级耐药菌（MRSA - 金黄色葡萄糖链球菌）。 本人若干年前在学校的时候参与的改造噬菌体杀灭MRSA研究项目 其实这个项目是很有意思的，思路是先找到自然界里和MRSA比较相似的细菌，看一看哪种噬菌体是它们的天敌，然后对噬菌体和细菌的基因组和结构进行分析，搞清楚是如何入侵的，然后针对MRSA的结构，改造噬菌体的结构，让它也可以入侵MRSA，从而达到杀灭目的。其实作为生信分析的负责人，我主要关注噬菌体的尾丝结构以及MRSA表面受体蛋白，看看如何让噬菌体能够准确快速锚定MRSA。不过这只是我们当时的一个课程项目，后来的产业化过程我就没有跟进了。 五. 研究现状 Science发文阐述噬菌体疗法进展 实际上，噬菌体疗法在抗生素发明之前，就已经有人提出了。但之后逐渐被搁置，主要原因之一是抗生素太成功了，使得人们缺乏对其他替代疗法的研发动力。但近年来，随着抗生素滥用的日益严重，如抗菌肽，噬菌体等替代疗法又被提到日程上，目前噬菌体疗法的商业化已经在推进。另一个不容忽视的焦点就是安全性问题，理论上噬菌体对于真核生物没有天然侵染力，但这一点还需要大力投入研发和谨慎评估。 |
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