【Nature子刊】基因编辑——生产抗生素的新途径！

科学家们发现了一种生产复杂抗生素的新途径，利用基因编辑来重新规划通向对抗抗菌素耐药性、治疗被忽视疾病和应对未来大流行急需的未来药物的途径。

来自曼彻斯特大学的研究人员发现了一种操作细菌中关键装配线酶的新方法，可为新一代抗生素治疗方法铺平道路。

11月25日发表在《Nature Communications》上题为“Gene editing enables rapid engineering of complex antibiotic assembly lines”的新研究，描述了如何利用CRISPR-Cas9基因编辑创造出新的非核糖体肽合成酶(NRPS)，递送临床上重要的抗生素。NRPS酶是天然抗生素（如青霉素）的多产者。然而，直到现在，操纵这些复杂的酶来生产新的、更有效的抗生素一直是一个重大挑战。

英国政府建议，全球每年抗微生物药物耐药性(AMR)感染估计会导致70万人死亡，预计到2050年将上升到1000万人，耗费全球经济100万亿美元。AMR还威胁到联合国的许多可持续发展目标(SDG)。除非AMR得到控制，否则到2050年另外有2800万人可能被迫陷入赤贫。

曼彻斯特研究小组表示，基因编辑过程可用于生产改进的抗生素，并可能导致开发新的治疗方法，有助于未来抗击耐药病原体和疾病。英国曼彻斯特生物技术研究所(MIB)化学生物学教授Jason Micklefield解释说：“抗生素耐药性病原体的出现是我们今天面临的最大威胁之一。”

“我们开发的基因编辑方法是一种非常高效和快速的方法来改造复杂的装配线酶，可以产生具有潜在改善特性的新抗生素结构。”

我们环境中的微生物，如土壤中的细菌，已经进化出非核糖体肽合成酶(NRPS)，称为氨基酸的构件组装成肽产物，通常具有非常强效的抗生素活性。目前临床上使用的许多最重要的治疗性抗生素均来自这些NRPS酶（例如青霉素、万古霉素和达托霉素）。

不幸的是，致命的病原体正在出现，它们对所有这些现有的抗生素药物都有耐药性。一种解决方案可能是创建具有改善特性的新抗生素，可以规避病原体的耐药机制。然而，非核糖体肽类抗生素是非常复杂的结构，通过常规的化学方法很难生产且价格昂贵。为了解决这个问题，曼彻斯特团队利用基因编辑技术改造NRPS酶，交换识别不同氨基酸构件的结构域，从而产生新的装配线可以递送新的肽产品。

Micklefield补充道：“我们现在能够利用基因编辑来引入复杂NRPS酶的靶向变化，使替代的氨基酸前体能够掺入到肽结构中。我们乐观地认为，我们的研究可能会带来新的方法来改进抗生素，这是对抗新出现的耐药病原体所迫切需要的。”（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://phys.org/news/2021-11-scientists-antibiotics-gene.html

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。