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动物病原体衣原体中的靶向基因修饰

人类病原菌沙眼衣原体是全世界最常见的性传播细菌病原体。据估计,每年感染超过1亿人,是不孕症的常见原因。此外,沙眼衣原体也引起眼部感染,并且代表了世界上发展中地区失明的最常见的感染原因。

不太广为人知的是,衣原体不仅影响人类,也有动物。衣原体通过在诸如牛,绵羊,猪和鸡等农场动物中引起疾病​​,可导致重大的经济损失。此外,衣原体还感染宠物,例如猫,豚鼠和鹦鹉。尽管感染动物的衣原体与人类病原体沙眼衣原体在生物学上有所不同,但某些动物致病性衣原体有时也会感染人类。这些将细菌从被感染的动物传播给人类的人畜共患的感染可能是严重的,并且威胁生命。

在发表在《PLOS ONE》杂志上的一项合作研究中,来自马里兰州巴尔的摩大学(美国),杜克大学(美国)和于默奥大学(瑞典)的研究人员联手为人畜共患衣原体改编了一种新颖的遗传工具。

瑞典分子感染医学实验室的感染生物学家Barbara Sixt说:“为了了解为什么某些衣原体会导致人类感染而其他人未引起感染,我们需要研究这些不同细菌在与宿主之间相互作用的能力上有何不同”。于默奥大学(MIMS)的项目负责人之一。

所有已知的衣原体都是细胞内细菌,这意味着细菌可以进入人类或动物细胞并在宿主细胞内部繁殖。为了将宿主细胞重塑为细菌的理想宿主,衣原体产生了可以改变细胞正常功能的毒力因子。有趣的是,不同的衣原体物种似乎会产生这些因子的不同集合。Barbara Sixt说:“感染不同衣原体的过程中是否存在不同的毒力因子,可能决定它们感染不同宿主的能力以及在这些宿主中引起不同疾病的能力。”

我们测试特定毒力因子的功能和重要性的能力取决于实验策略,这些策略使研究人员能够生成细菌的变异体,并可以在实验室中进行进一步的研究。虽然最近针对人类病原体沙眼衣原体制定了这种策略,但迄今还没有在人畜共患衣原体中进行类似实验。“使用了一种方法,可以让我们通过在细菌基因组的特定位置插入DNA片段来破坏特定的细菌基因,我们成功地生成的两个突变体衣原体的豚鼠该研究的第一作者金伯利·菲尔切克(Kimberly Filcek)说:“这缺乏独特的毒力因子。这表明,最近开发的沙眼衣原体插入基因破坏方法可以更广泛地应用于不同的衣原体物种。”

该研究的作者专注于衣原体的豚鼠,一个衣原体物种主要感染豚鼠,但最近也被确定为人类严重的肺部感染的药物。该物种还与衣原体鹦鹉热衣原体有关,后者是一种引起人类“鹦鹉热”的鸟类病原体。这种疾病,也称为鹦鹉热,是最常见的人畜共患衣原体感染。

在C.豚鼠气中,作者打乱2个的毒力因子,已知为INCA及冼C.印加缺陷型突变显示列入,这是在宿主细胞中其内部的细菌生长的膜状液泡的改变的形态。此外,作者观察到SINC突变体显示的毒力降低向鸡胚,这表明SINC有助于C.豚鼠气的能力,以引起疾病的动物。有趣的是,SinC是仅由人畜共患的衣原体产生的因子,而不是主要的人类病原体沙眼衣原体产生的因子。。马里兰大学的Patrik Bavoil解释说:“未来的工作将利用突变体的可用性来探索SinC的分子作用方式。”

“尽管还有许多工作要了解INCA与正弦的功能C.豚鼠气,我们最近的突破在基因改造C.豚鼠气将开辟激动人心的新机遇,以调查这些病原体的生物学,这可能在未来还可能为治疗感染提供替代方法”,Barbara Sixt总结道。

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