科学家从北极细菌提取“耐寒基因”

2010-7-17 15:11 来源: 科技日报
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  加拿大研究人员从北极的喜寒细菌中提取的基因可以让某些细菌变得对温度非常敏感,因此,植入了这些耐寒基因的细菌菌株在一定温度下会死亡,这有助于研究人员研发出稳定的肺结核和其他传染病活疫苗。相关论文发表在最近出版的美国《国家科学院院刊》(PNAS)上。

  研究人员表示,所有的细菌在进化过程中,都拥有一套保存得非常完好的关键基因,这些基因对细菌的生存发育能力非常重要。不同细菌的生存环境具有很大的差异,比如,有些细菌会生活在极端温度下,从而对这些关键基因造成了很大的适应性压力。因此,研究人员利用关键基因的进化多样性对细菌病原体进行基因改造后,细菌病原体变得对温度更加敏感,会在特定温度下失去活性,给宿主动物提供免疫性保护。

  加拿大维多利亚大学的弗朗西斯·内诺和同事从北极地区的喜寒细菌中分离出了一些关键基因,然后用它们取代了土拉弗朗西斯菌(Francisella tularensis)的9个基因。土拉弗朗西斯菌的病原体通常在常温下繁殖,而所有经过改造的菌株,繁殖温度会从常温变成高于室温的30摄氏度,并会在温度接近37摄氏度时停止生长后随即死亡。

  随后,研究人员把这些经过改造的、对温度敏感的土拉弗朗西斯菌注射到了大鼠和小鼠较冷的身体部位。研究人员称,土拉弗朗西斯菌通常会给老鼠等啮齿动物带来致命性的影响,但这种接种方法为这些啮齿动物提供了保护性免疫。而且,这些细菌不会出现在老鼠内部的器官上,所以,不会引发新的疾病。另外,经过改造后对温度敏感的蛋白质常常与未经修改的蛋白质仅相差一个氨基酸,很容易恢复其耐温属性。

研究人员提出,利用这种进化了100多万年、来自于寒冷北极的细菌基因,科学家可能研发出稳定的活疫苗,以预防肠道沙门菌、包皮垢分支杆菌等感染,也可以研制出通过温度变化来加以抑制的细菌菌株。