可编程的结合式CRISPR干扰向肠道中的基因毒素

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 遗传学 遗传学 是一个
• 在瘤学瘤学.

背景情况:

• 科利巴克丁是一种由*pks*+*Escherichia coli*产生的基因毒素,越来越多地与早期结直肠癌有关.
• 目前没有批准的治疗药物直接针对胆固醇菌素的生产.
• 现有的细菌抑制方法可能会导致耐药性突变.

研究的目的:

• 设计一种新的系统,以有针对性地抑制*pks*+*E. coli*中的*colibactin生物合成.
• 在小鼠模型中评估该系统在减少细菌基因毒性,殖民和瘤发生方面的有效性.
• 建立一个可编程活体生物治疗的多功能平台,针对微生物代谢物.

主要方法:

• 开发一种自我传播的结合性等离子体,以提供CRISPR干扰 (CRISPRi) 系统.
• 在 *pks*+ *E. coli* 菌株中,通过 CRISPRi 中介抑制了 colibactin 生物合成基因.
• 在小鼠体内测试以评估减少DNA损伤,细菌殖民和瘤发生.

主要成果:

• 设计的CRISPRi系统成功地使 colibactin 生产沉默,并消除了 *pks*+ *E. coli* 的基因毒性,而没有诱导耐药性突变.
• 结合介导的CRISPRi减少了小鼠的DNA损伤和*pks*+*E. coli*殖民,同时保持了肠道共生多样性.
• 在小鼠结直肠癌模型中,该系统在降低瘤发生方面表现出比药物抑制剂更高的疗效.

结论:

• 结合介导的CRISPRi系统提供了一种强有力的策略,可以抑制胆固醇菌素的产生并减轻与之相关的健康风险.
• 这种可编程的活体生物治疗平台可扩展,可以中和其他致病性微生物代谢物.
• 开发的系统扩大了工程肠道细菌作为治疗剂的工具包.