美國時間8日，瑞典隆德大學(Lund University)研究人員發現了一種抗毒素蛋白結構域，可以中和數十種不同的毒素，該結構域以希臘醫藥女神的名字Panacea來命名，代表萬靈丹的含意，有望成為未來對付抗生素抗藥性的一劑解方。該研究發表於《PNAS》。
 
毒素–抗毒素系統(toxin-antitoxin systems)是細菌DNA基因體內的一種開關，可以保護細菌不會受到噬菌體的攻擊。
 
被激活的毒素會讓細菌進入限制生長的狀態，以阻止病毒在細菌族群裡傳播，因此，若能深入了解這機制，便有望開發對付抗生素抗藥性的噬菌體療法。
 
控制毒素–抗毒素系統的基因體，是由抑制細菌生長的毒素基因和能抵銷毒性的抗毒素基因相鄰而組成，就像將一瓶解毒劑和毒藥放在一起。
 
研究人員製作一個程式FlaGs來分析細菌基因體中相鄰的基因種類，接著以該工具來演算、預測先前研究過的毒素旁邊的抗毒素基因，研究人員從中發現，一種特殊的抗毒素蛋白折疊結構，在可排列組合出數十種不同毒素–抗毒素系統，甚至許多毒素是新發現的。
 
研究人員經實驗證實，其中一些毒素–抗毒素系統中的毒素是確實存在的，並可被鄰近的抗毒素基因中和。
 
研究人員發現，這個特殊的抗毒素蛋白折疊結構DUF4065，可以僅用2個胺基酸取代，就能中和同源或非同源毒素，研究人員將DUF4065和鄰近數十個不同毒性結構域稱為Panacea。
 
目前已驗證Panacea可透過抑制轉譯或破壞細菌細胞膜，來中和9個毒素–抗毒素系統。
 
研究人員表示，這個研究顯示了我們目前對於毒素–抗毒素系統的了解可能只是冰山一角。而這機制對於開發對付抗生素抗藥性的噬菌體療法十分重要。
 
噬菌體療法是利用噬菌體混合物來治療患者，以殺死患者體內引起感染的細菌，而細菌擁有各種防禦機制來保護自己不會被噬菌體攻擊，就如此次研究的毒素–抗毒素系統。
 
研究人員表示，因此，未來將利用這套可識別病原體的毒素–抗毒素系統工具來開發噬菌體療法，也可以作為調整細菌代謝和控制細菌細胞資源利用的分子工具，進一步運用於工業和製藥的生產與製造中。
 
參考資料：https://www.sciencedaily.com/releases/2022/02/220208105241.htm
論文：https://doi.org/10.1073/pnas.2102212119

(編譯/李林璦)