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【噬纪家园】张峰团队开发细菌注射器；前噬菌体“截杀”入侵噬菌体机制探究；口腔菌成“帮凶” ：介导胆汁酸改变，增强克罗恩风险
日期：2025-09-23
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前沿科研速看
张峰团队
新型细菌纳米注射器，可精准递送多种生物分子
期刊 | Nature Biotechnology |
DOI | doi: 10.1038/s41587-025-02774-x. |
近日，来自麻省理工学院的张锋团队开发出一种新型可编程生物分子递送平台SPEAR(Spike Engineering and Retargeting)，突破了传统细菌纳米注射器的应用局限。
此前，团队改造过细胞外收缩性注射系统(contractile injection systems, CIS)，但仅能递送蛋白质，无法有效传输折叠核糖核蛋白复合物(RNP，ribonucleoprotein complex)或核酸，同时在靶向配体的兼容性上也存在限制。此次提出的SPEAR系统通过“尖刺装载”策略，将货物如Cas9与其向导RNA(sgRNA)组成的完整RNP直接融合至PVC的尖刺结构，实现保持折叠构象的精准递送。
实验结果显示，研究人员成功在无需额外转染sgRNA的条件下完成基因编辑，证明其高效性与独特优势。同时，通过在靶向元件Pvc13上引入生物偶联标签(SpyTag或SNAP-tag)，SPEAR可与单链可变片段抗体(scFv)、单克隆抗体(mAb)等大分子结合，实现特异性杀伤。小鼠实验中，靶向MHC-II的PVC能选择性清除脾脏B细胞，脱靶率为零，且未引发明显免疫反应。
这一系统展现出在基因编辑、细胞治疗及免疫调控领域的巨大潜力，为复杂疾病治疗提供了全新工具。
Molly R. Sargen 等
前噬菌体Gifsy-3利用入侵噬菌体Q因子触发PokE介导防御
期刊 | Cell Host Microbe |
DOI | doi: 10.1016/j.chom.2025.08.006. |
近日，来自哈佛医学院的研究团队报道了前噬菌体在细菌防御中的独特作用。研究发现，沙门氏菌中的Gifsy-3前噬菌体可通过基因pokE和remS，利用入侵噬菌体BTP1的Q抗终止因子触发防御，从而选择性抑制外来噬菌体感染。
研究表明，BTP1的Q因子可解除Gifsy-3的转录终止并激活pokE。PokE是一种类似pinholin的小型跨膜蛋白，可导致宿主细胞膜电位丧失，终止细胞生长，从而阻止BTP1复制。这种“牺牲个体、保护群体”的abortive infection机制确保了群体的生存。基因缺失实验进一步证实，pokE是核心防御因子，而remS在对其他噬菌体的抵抗中也起到辅助作用。
值得注意的是，Gifsy-3自身的Q蛋白无法强烈激活pokE，从而避免自我破坏，形成进化上的精巧平衡。这一机制类似于植物的“效应器触发免疫”，即通过感知入侵噬菌体的必需活动而非其基因序列来启动防御。该研究不仅拓展了对噬菌体–前噬菌体–宿主复杂关系的理解，也为噬菌体疗法与合成生物学提供了新的应用启发。
李敏/Michael Otto/曹芝君 团队
韦荣氏球菌调控胆汁酸代谢 促进克罗恩病患者艰难梭菌芽孢萌发与感染
期刊 | Cell Host Microbe |
DOI | doi: 10.1016/j.chom.2025.07.019 |
近日，来自上海交通大学医学院附属仁济医院的李敏教授团队，联合美国国立研究院Michael Otto教授及仁济医院曹芝君教授团队，系统揭示了口腔共生菌韦荣氏球菌(Veillonella)在克罗恩病（Crohn’s disease)患者艰难梭菌感染(Clostridioides difficile infection, CDI)中的关键作用。
研究团队在公共数据库及前瞻性临床队列中发现，韦荣氏球菌在合并CDI及复发性CDI患者肠道中显著富集，并与病情严重程度相关。在炎症性肠炎小鼠模型中，韦荣氏球菌定植显著促进CDI和复发性CDI的发生，加重炎症，而在无炎症模型中未见此效应。进一步实验显示，韦荣氏球菌可提高艰难梭菌芽孢的萌发率。多组学分析证实，其定植改变了肠道胆汁酸谱，结合型胆汁酸的积聚成为驱动芽孢萌发的关键因素。
机制研究表明，韦荣氏球菌的脂多糖（LPS）可激活TLR4–MAPK–cFOS信号通路，抑制回肠胆汁酸转运体ASBT的表达，导致结合型胆汁酸在肠腔内富集，从而促进芽孢萌发并触发感染。该发现不仅阐明了克罗恩病合并CDI高发和高复发的机制学基础，也为风险评估及微生态干预提供了新思路。
彭博 团队
琥珀酰化调控代谢资源分配 外源琥珀酸逆转细菌黏菌素耐药
期刊 | Science Advances |
DOI | doi: 10.1126/sciadv.adu2856 |
近日，来自中山大学生命科学院的彭博团队揭示了细菌通过代谢依赖的琥珀酰化(succinylation)修饰来调控资源分配，从而维持抗生素耐药性的机制。
研究以质粒编码的黏菌素耐药基因mcr-1为模型。MCR-1酶通过修饰脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)降低细胞表面负电荷，阻碍黏菌素结合，但其高表达会带来毒性与生长缺陷。团队发现，细菌会重编程代谢，将糖酵解及丙酮酸循环的资源转向甘油磷脂代谢，生成磷脂酰乙醇胺(PE)，既满足MCR-1底物需求，又减少LPS合成，降低药物结合位点。
这一过程伴随琥珀酰辅酶A(succinyl-CoA)水平下降，导致关键蛋白去琥珀酰化：如磷酸丙糖异构酶(TPI)，去修饰后更易推动PE生成；转录因子CpxR与PdhR去修饰后抑制LPS合成基因表达。补充外源琥珀酸或α-酮戊二酸可恢复蛋白琥珀酰化，逆转代谢流向，使mcr-1阳性菌对黏菌素敏感性提升8倍，动物模型中感染小鼠存活率由20%升至50%。
该研究首次阐明了代谢依赖的琥珀酰化在细菌耐药中的核心作用，并提出通过代谢补充剂逆转耐药的可行路径，为临床应对多重耐药菌提供了新思路。
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