感染细菌的病是地球上最丰富的生物实体。例如,最近对美国浴室的 92 个淋浴喷头和 36 个牙刷进行的一项简单研究发现了 600 多种细菌病,通常称为噬菌体或噬菌体。一茶匙沿海海水中约有 5000 万个噬菌体。
虽然噬菌体很少被人注意,但它们不会危害人类。相反,这些病作为生物药物越来越受欢迎,用于消灭致病细菌,尤其是那些与抗生素耐药性感染相关的细菌。
在《自然通讯》杂志发表的一项研究中,阿拉巴马大学伯明翰分校的 Gino Cingolani 博士和意大利米兰大学的 Federica Briani 博士描述了噬菌体 DEV 的完整分子结构。DEV 会感染并裂解铜绿假单胞菌,这是一种囊性纤维化和其他疾病的机会性病原体。DEV 是实验性噬菌体混合物的一部分,该混合物在临床前研究中被开发用于根除铜绿假单胞菌感染。
DEV 的一个独特特征是,衣壳内有一个 3,398 个氨基酸的病相关 RNA 聚合酶,在感染后被排出到细菌中。出乎意料的是,Cingolani 和 Briani 的研究揭示了病相关 RNA 聚合酶是基因组排出马达的一部分,当噬菌体利用其尾纤维附着在假单胞菌细菌表面,并利用其尾管穿透细胞的外膜和内膜后,该马达将噬菌体的 DNA 从其头部拉出。
“我们假设 DEV 喷射装置的设计原理在所有 Schitoviridae 噬菌体中都是保留的,”Cingolani 说。“截至 2024 年 10 月,已有超过 220 个 Schitoviridae 基因组被测序,并可在公共数据库中查阅。由于这些基因组大部分未注释,并且许多开放阅读框具有未知功能,因此我们的工作为在发现新的 Schitoviridae 噬菌体时轻松识别结构成分铺平了道路。”