噬菌体与细菌相互作用的分子机制研究进展

噬菌体与细菌是自然界中存在最广泛的两类微生物,两者在群体水平、个体水平以及分子水平上均存在复杂的相互作用关系.细菌能够影响溶原性噬菌体的溶原-裂解决策,而被噬菌体感染的细菌基因表达谱也会受到噬菌体影响,使宿主菌的代谢、应激、抵抗力、毒性等多种性状发生改变.现从细菌和噬菌体两者的角度,分别综述细菌抵抗噬菌体感染以及噬菌体...     

细菌群体感应系统与噬菌体的相互作用机制研究进展

细菌在与噬菌体的长期共进化过程中形成多种抵抗噬菌体侵染的机制,其中群体感应参与的细菌抵御噬菌体侵染机制成为近年来的研究热点。群体感应与噬菌体之间的相互作用是复杂和多样的,本文将重点综述群体感应在噬菌体侵染中的作用、调控在噬菌体裂解-溶源转变的作用,以及群体感应与噬菌体的其他相互影响等内容,为噬菌体在细菌性疾病的治疗提供理论依据。     

细菌与噬菌体的相互抵抗作用机制

噬菌体是地球生物圈里数量最多、存在最久的个体之一,也是应对抗生素耐药细菌感染的极具特点的候选制剂之一。本文分别以细菌和噬菌体的视角,从阻止噬菌体吸附、超感染排除、限制修饰系统、CRISPR­Cas、流产感染等方面综述了细菌抗噬菌体的机制以及噬菌体针对细菌抗性机制的应变。     

细菌耐受噬菌体感染的分子机制研究进展

噬菌体是能感染细菌的病毒。为了抵抗噬菌体的感染,细菌进化出多种抵抗噬菌体感染的机制,这些机制的阐析极大地促进了基因编辑领域的发展,同时也为噬菌体治疗的开展奠定了基础。本文就细菌针对噬菌体感染的各个环节所进行的抵抗及其分子机制进行了简要综述,同时讨论了这些防御系统的存在对细菌自身的影响,分析了当前细菌耐受噬菌体机制研究存在的局限性,并对未来研究进行了展望。     

噬菌体编码的抑菌蛋白

噬菌体是细菌的天敌,它利用宿主的细胞机制完成自身的复制。在感染过程中噬菌体基因组进入细菌细胞后立即产生调节或重新定向宿主特定功能的蛋白质(即抑菌蛋白),以逃避多种细菌的防御机制或改变宿主的分子代谢机制。研究发现,这些噬菌体编码的抑菌蛋白可抑制细菌分裂,干扰细菌遗传物质的复制、转录及降解,影响CRISPR介导的细菌免疫以及代谢。明确噬菌体编码的抑菌蛋白如何影响这些宿主的防御或分子代谢机制可以优化目前基于噬菌体的抗菌策略,找出控制细菌感染的新途径,为抑菌药物的发现和设计打开新的大门。本文就近年来发现的噬菌体编码的抑菌蛋白及其抑菌机制的研究进展进行综述。     

细菌CRISPR-Cas 系统功能及其与噬菌体相互作用

摘要:近来研究发现,细菌CRISPR-Cas 系统在宿主菌抵抗可移动基因元件(mobile genetic elements,MGEs)的过程中发挥重要作用。CRISPR-Cas还参与宿主菌群体行为和毒力基因调控、DNA修复和基因组进化过程。本文着重综述细菌CRISPR-Cas系统的结构、类型、作用机制及其适应性免疫之外的其他功能(如对内源性基因表达的调控、促进基因组进化、DNA修复等);概述噬菌体抵抗CRISPR-Cas系统的机制,并对噬菌体-宿主菌相互作用进行探讨和展望。     

短尾噬菌体识别宿主机制的研究进展

噬菌体可以作为抗生素的替代物,用于致病菌的防控和治疗。有尾噬菌体是最常见的噬菌体类型,可以根据尾部形态的不同分为短尾噬菌体、肌尾噬菌体和长尾噬菌体3类。不同噬菌体间不仅具有明显的形态差异,其对宿主细菌的识别机制也不相同。短尾噬菌体由于其较小的基因组长度和相对简单的结构组成,成为研究宿主与噬菌体的共进化关系、以及通过基因工程改造噬菌体的良好模型。本文综述了短尾噬菌体的分类特征及不同短尾噬菌体识别宿主受体的分子机制。通过明确短尾噬菌体的识别宿主机制,有助于对相应噬菌体进行工程化改造,解决噬菌体应用中存在的关键问题,使噬菌体更广泛地应用于生物、医学与食品工业等领域中。     

噬菌体治疗研究进展

噬菌体发现之初, 便被前苏联和东欧医学界用来治疗细菌感染。但是, 随着抗生素时代的到来, 人们慢慢忽略了对噬菌体的深入研究。近来, 由于全球耐药菌感染率不断攀升, 用抗生素治疗细菌感染面临了前所未有的挑战, 一些科学家和临床工作者开始重新把注意力集中到噬菌体研究上来, 并在这个领域取得了极大的进展, 尤其是通过大量的实验证明: 噬菌体可以有效地提高细菌感染的实验动物的存活率。本文就近几年国内外的科研工作者在噬菌体治疗领域所取得的进展做一综述。     

噬菌体酶类降解细菌生物膜的研究进展

细菌生物膜(bacterial biofilm,BF)是细菌产生耐药性的重要原因之一,给抗生素治疗细菌感染带来极大困难.生物膜主要由细菌菌体和胞外聚合物质(extracellular polymeric substance,EPS)构成,其中EPS成分复杂,主要包括多糖(polysaccharides)、蛋白质、核酸和...     

噬菌体治疗中细菌对噬菌体的抗性

抗生素治疗尽管有几十年有效治疗的历史,但随着越来越多耐/抗药性细菌的出现,细菌对抗生素的抗药性已成为一个大问题。噬菌体治疗是使用噬菌体作为抗菌剂来感染细菌株系,它一直是人们倡导的一个很有前途的常规抗生素治疗的替代方案。然而,由于细菌与噬菌体的协同进化中,细菌可以通过多种机制获得对噬菌体的抗性。因此,人们对噬菌体治疗抱有期望的同时,也关注噬菌体治疗长时间的使用之后,是否会与抗生素使用之后结果相类似,导致抗性细菌病原菌感染的治疗困难。综述了细菌-噬菌体协同进化中细菌病原菌对有感染能力的噬菌体是否会产生抗性,及其在噬菌体治疗中影响的争论,并展望了噬菌体治疗的潜在前景。     

大熊猫源细菌耐药性研究进展

耐药菌和耐药基因已成为一种新型环境污染物,引发世界公共卫生问题。细菌耐药性尤其是多重耐药菌在人医临床、畜禽养殖以及环境传播等多个方面得到越来越多的关注,而关于大熊猫等野生动物的耐药性研究相对较少。大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)是世界公认的珍稀野生动物,其种群数量易受到各种疾病的威胁,尤其是肠道细菌性疾病。随着抗菌药物在疾病预防和控制中的普遍使用,由此带来的耐药性危害日益明显。本文总结了关于大熊猫源细菌耐药的国内外研究报道,对其耐药表型、耐药基因型、耐药机制及水平传播机制等方面内容进行了综述,旨在为大熊猫源细菌耐药性的研究和防控提供依据,为临床科学用药提供理论参考,从而助力大熊猫迁地保护。     

细菌锌离子抗性机制研究进展

锌(Zn)是生命代谢中重要的微量金属元素,但锌过量会对细胞造成毒害作用。细菌通过一些特有的机制来解除重金属离子对它们的毒害。该文重点介绍了细菌对高浓度Zn2+的抗性机制,主要包括外排机制(RND蛋白家族、CDF蛋白家族和P-型ATPase)、螯合机制和外排后结合机制。通过这些机制细菌能有效控制胞内Zn2+浓度,保护其不受过量Zn2+的毒害,但抗性机制往往不依赖单一的抗性系统,而是多种系统协调作用的结果。细菌Zn2+抗性机制的研究将有助于进一步揭示生物是如何应对高浓度金属离子的胁迫及相应的适应性规律。     

革兰阴性细菌对碳青霉烯类抗生素耐药机制的研究进展

目的 目前革兰阴性细菌对碳青霉烯类抗生素的耐药形势日趋严峻,耐药率日益增高,菌种类型也从非发酵菌扩大到肠杆菌科细菌.其耐药机制主要以产碳青霉烯酶为主,辅以细菌外膜蛋白通透性降低、主动外排泵功能亢进和药物作用靶点青霉素结合蛋白改变等多种耐药机制协同作用.耐药基因众多,新耐药基因层出不穷,耐药机制复杂,给临床和科研带来了极大挑战.本文主要就革兰阴性细菌耐碳青霉烯类抗生素的机制及耐药菌的流行情况做一简要综述.     

噬菌体作为指示病毒的应用研究进展北大核心

噬菌体是一类专性侵染细菌的病毒,在形态大小、结构组成等生物特性上与高等生物病毒具有相似性,同时噬菌体实验室操作技术简单,安全性高,在培养、计数、稳定性和灵敏度等方面具有非常大的优势。因此,将噬菌体作为指示生物模拟或替代高等生物病毒的研究和应用已开始受到国内外研究人员的关注,并取得一定进展。本文论述了噬菌体作为指示病毒的优势,并对噬菌体在病毒过滤去除效果评价、消毒效果评价、病毒传播规律研究、环境及水质监测等领域的研究和应用进行了总结分析,综述了噬菌体在各领域应用的可行性证据、应用案例及难点问题,并结合噬菌体作为指示病毒的不足之处,对进一步以噬菌体作为指示病毒的研究和应用提出建议和展望。     

基于代谢组学的抗生素与细菌间作用研究进展

抗生素杀菌是一个复杂的生理过程,杀菌抗生素与靶点作用后的下游代谢变化与抗生素作用效果紧密联系,其通过干扰细菌代谢状态加速死亡进程,而细菌改变代谢状态也能影响抗生素的有效性.代谢组学通过监测细菌在抗生素作用下的变化提供全面代谢信息,我们回顾近年来基于代谢组学对抗生素与细菌间作用的研究进展,以期为开发抗生素佐剂提高抗生素效...     

昆虫抗药性机制及抗性治理研究进展

化学杀虫剂的广泛使用,使昆虫产生抗药性的现象日渐突出。抗药性是一种潜在的、强大的、普遍的自然现象。研究昆虫的抗药性对于农林害虫防控、新型杀虫剂研发、生态环境的多样性等具有重要的意义。近年来随着昆虫基因组学的发展,昆虫抗药性研究取得突破性进展,本文介绍了基因组学在昆虫抗药性研究中的应用,着重概述了昆虫抗药性形成的分子机制以及其治理策略,并对今后如何延缓抗性的发展进行了探讨和展望。     

Bacterial cell‐to‐cell signaling promotes the evolution of resistance to parasitic bacteriophages

The evolution of host–parasite interactions could be affected by intraspecies variation between different host and parasite genotypes. Here we studied how bacterial host cell‐to‐cell signaling affects the interaction with parasites using two bacteria‐specific viruses (bacteriophages) and the host bacterium Pseudomonas aeruginosa that communicates by secreting and responding to quorum sensing (QS) signal molecules. We found that a QS‐signaling proficient strain was able to evolve higher levels of resistance to phages during a short‐term selection experiment. This was unlikely driven by demographic effects (mutation supply and encounter rates), as nonsignaling strains reached higher population densities in the absence of phages in our selective environment. Instead, the evolved nonsignaling strains suffered relatively higher growth reduction in the absence of the phage, which could have constrained the phage resistance evolution. Complementation experiments with synthetic signal molecules showed that the Pseudomonas quinolone signal (PQS) improved the growth of nonsignaling bacteria in the presence of a phage, while the activation of las and rhl quorum sensing systems had no effect. Together, these results suggest that QS‐signaling can promote the evolution of phage resistance and that the loss of QS‐signaling could be costly in the presence of phages. Phage–bacteria interactions could therefore indirectly shape the evolution of intraspecies social interactions and PQS‐mediated virulence in P. aeruginosa.     

细菌中介导多重耐药的Tn7转座子研究进展

转座子是介导细菌耐药性传播的重要可移动遗传元件。Tn7转座子与细菌耐药密切相关,其携带转座模块和Ⅱ类整合子系统。Tn7编码转座相关蛋白TnsABCDE进行“剪切-粘贴”机制转座,转座核心TnsABC也可与三链DNA或Cas-RNA复合物结合实现转座。近年来新发现了多种介导多重耐药的Tn7转座子,其在介导细菌抗生素、消毒剂和重金属抗性基因的获得、传播扩散等方面发挥了重要作用。本文综述了细菌中Tn7转座子的遗传结构、转座机制、流行以及新发现的介导多重耐药的Tn7转座子,以期为细菌中Tn7转座子的深入研究提供参考。