团队构建病毒对抗有害的“生物膜”

在第一个合成生物学的潜在应用,来自麻省理工学院,波士顿大学的研究人员是工程病毒攻击和破坏表面的“生物膜”港体内有害细菌和工业和医疗设备。

他们已经成功地展示了一个这样的病毒,由于“即插即用”的“零件”相信更多的图书馆可以专门设计的目标不同物种或的菌株。

工作,发表在7月3日美国国家科学院院刊》上,帮助库合成生物学从一个抽象的科学证明了实际应用。“我们的结果显示我们可以做简单的事情和合成生物学可能有用的结果,”第一作者盖Lu说,麻省理工大学的一个博士生健康科学和技术。

细菌生物膜形成几乎任何地方,甚至在你的牙齿,如果你不刷一两天。当他们积聚在难以到达的地方,如食品加工机器的内部或医疗导管,然而,他们成为持久的感染源。

这些细菌分泌多种蛋白质、多糖、核酸,连同其他积累材料形成一个细胞外基质,或用Lu的话说,“淤泥层,”包围着细菌。抗生素等传统的补救措施没有有效的对这些细菌生物膜细菌自由浮动。在某些情况下,抗生素甚至鼓励细菌生物膜的形成。

Lu和资深作者詹姆斯·柯林斯,波士顿大学生物医学工程教授,旨在消除这些生物膜使用噬菌体,微小的病毒攻击细菌。噬菌体有在东欧和俄罗斯一直用于治疗感染。

噬菌体对生物膜是有效的,它必须攻击细菌的菌株在电影和降低电影本身。最近,另一组研究人员发现一些噬菌体在污水,同时满足两个条件,因为,他们能够降解生物膜的细胞外基质的酶。

这个发现让卢和柯林斯考虑工程噬菌体酶具有相似的功能。为什么?找到一个好的天然组合对于一个给定的工业或医疗问题是很困难的。加上,“人们不想挖掘污水找到这些噬菌体,”陆说。
所以陆柯林斯和定义了一个模块化的系统,允许工程师设计噬菌体目标特定的生物膜。

作为一个概念证明,他们用他们的策略工程师T7,大肠coli-specific噬菌体,表达dispersin B (DspB),一种酶被驱散各种生物膜。

测试工程T7噬菌体,团队培养大肠杆菌生物膜在塑料挂钩。他们发现他们的工程噬菌体消除99.997%的细菌生物被膜细胞,提高了两个数量级的噬菌体nonengineered表亲。

团队的模块化策略可以被认为是一个“即插即用”的图书馆,柯林斯说。“图书馆可以包含目标不同种类或不同的噬菌体的菌株,每个构造使用相关设计原则来表达不同的酶。”

建立这样一个图书馆与新技术很快就会是可行的合成基因迅速而廉价地。“我们希望在几年内,它将很容易创建库的噬菌体,我们知道有一个先天的工作的好机会,因为我们知道很多关于他们的目的,”陆说。