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想象一下,你能像练习牧羊犬一样练习你体内的细菌。这听起来像科幻小说,但2024年7月,最新发表在《Nature》杂志上的一项突破性研究,让这个想象成为了现实。研究团队初次开发出一种新技术,可以直接在小鼠肠道内对细菌进行精准的编辑。这项技术不只为研究肠道菌群打开了新的大门,更为将来开发针对性的微生物组疗法提供了新的方向。
那样,他们是怎么样做到的呢?
第一,研究团队设计了一种特殊的“运输工具” - 一种经过改造的噬菌体(一种专门感染细菌的病毒)。这种噬菌体被精心设计,可以将基因编辑工具精准地递送到目的细菌中。
第二,他们用了一种叫“碱基编辑器”的工具。这个工具就像一个精密的分子手术刀,可以在不破坏DNA整体结构的状况下,对特定的DNA碱基进行修改。
把噬菌体改导致针对大肠杆菌的高效DNA递送载体(图片源自此论文)
实验显示:改造后的噬菌体可依据研究者的需要,“感染”大肠杆菌、肺炎克雷伯菌等特定致病性细菌。
通过这种办法,研究职员成功地在小鼠肠道内直接编辑了大肠杆菌的基因。更让人开心的是,这种编辑是高效且有持续时间的。在实验结束时,高达90%的目的细菌都携带了预期的基因修改。
这项技术的潜在应用着实让人激励。比如:
Ⅰ.肠道菌群研究方法的改变:科学家们可以直接在活体内研究特定基因的功能,而无需将细菌离别出来进行实验室培养。
Ⅱ.开发全新的治疗办法:将来可能通过直接编辑肠道细菌来治疗各种疾病,从肠道炎症到代谢紊乱等范围。
Ⅲ.改变微生物组移植:通过精准编辑,大家可能可以创造出“超级益生菌”,以直接提升共生微生物组移植的成效。
Ⅳ.环境上的应用:这项技术也会用于改造环境中的微生物,以应付不好的污染或微生态失衡等挑战。
当然,这项技术还需要进一步健全和安全性评估才能应用于人类。但它无疑为大家打开了一扇新的大门,让大家得以窥见将来医学和生物技术的无限可能。正如研究团队所说:“大家的办法防止了传统办法带来的环境扰动,这对研究和潜在的治疗应用都是有利的。”
这项研究第三证明,在微观世界中,巧妙的设计和精准的操作可以带来宏观世界的巨大变革。伴随技术的进一步进步,大家可能真的可以成为体内微生物世界的“改造师”,为物种的健康续写新的篇章。
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