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二号站平台艰难梭菌生物学的发现为开发危险感染的治疗方法打开了新的窗口

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西奈山伊坎医学院(Icahn School of Medicine at Mount Sinai)的研究人员报告称,一种名为“孢子形成”(sporulation)的过程有助于危险的艰难梭状芽胞杆菌(梭状芽胞杆菌,C.艰难梭状芽胞杆菌)在不适宜的环境中存活并传播,这一过程受到表观遗传学的调控。这是首次发现表观遗传学调节任何细菌的孢子形成。他们的研究发表在11月25日的《自然微生物学》杂志上,为开发治疗这种毁灭性感染的新方法打开了一扇窗。
 
艰难梭菌每年感染近50万人,导致严重的腹泻,在65岁以上的感染者中,二号站平台只有不到10%的人死亡。细菌的孢子通过粪便传播,极具弹性,可以在体外存活数周或数月,感染接触污染表面的人。
 
由于感染是常见的和毁灭性的,梭状芽孢杆菌基因组已经被研究,但是帮派方,博士,西奈山的遗传学和基因组科学副教授伊坎数据科学研究所和基因组技术和该研究的资深作者,说他和他的同事在他们的研究采取了不同的方法。方博士说:“我们想要研究细菌的遗传密码之外的东西,看看基因组发生了哪些化学变化。”虽然这些被称为甲基化的表观化学修饰不会改变基因的序列,但它们可以改变特定基因的活性,使其变得更活跃或更不活跃,这对生物体的功能有着深远的影响。
 
方博士的团队在2012年率先使用第三代DNA测序来绘制细菌的表观遗传因子,并在2015年开始研究艰难梭菌的表观遗传学。首先,研究小组从西奈山医院重症监护病房(ICU)的36名感染了艰难梭菌的患者的粪便样本中分离出艰难梭菌。他们分析了这些样本,发现了一个在所有样本中高度保守的表观遗传模式。接下来,他们检查了来自美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)运营的基因序列数据库GenBank的约300个艰难梭菌基因组,发现它们都拥有相同的基因,这些基因负责在ICU患者身上发现的表观遗传模式。
 
怀疑是这种表观遗传模式中起着至关重要的作用的功能细菌,方博士的研究小组合作在两个进一步的研究感染梭状芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌孢子形成和老鼠的实验室艾米沈,博士,副教授,塔夫茨大学医学院分子生物学和微生物学研究的文章的第二作者,和丽塔Tamayo的实验室,博士,微生物学和免疫学副教授的北卡罗莱纳大学教堂山。在一项对老鼠的研究中,研究人员发现,2号站当他们抑制负责表观遗传模式的基因时,6天后细菌的数量比未改变的细菌少100倍。
 
方博士说,这些研究的发现强调了表观遗传学在细菌研究和感染药物开发中的重要性。
 
除了为艰难梭菌的研究和可能的药物开发目标提供新的表观遗传学见解外,方博士希望这项研究将鼓励进一步研究细菌的表观遗传学特征。

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