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                            非洲南部納米比亞平原發現一種新的巨型長尾病毒

                            PLOS ONE:非洲南部納米比亞平原發現一種新的巨型長尾病毒
                             

                              目前,一個國際研究小組,在南部非洲納米比亞平原的一具斑馬尸體中,發現了一種新的巨型長尾病毒(或噬菌體),這種病毒能夠感染引起炭疽病的細菌。這種新的噬菌體,最終可能會為檢測、治療或凈化炭疽桿菌(anthrax bacillus)及其引起食物中毒的近緣菌種,開辟新的途徑。這項研究成果發表在最近的《PLoS ONE》雜志上。

                              這種病毒,是從死于納米比亞埃托沙國家公園的斑馬尸體的收集樣本中分離得到的。炭疽芽孢桿菌(Bacillus anthracis),其形成的孢子能夠在土壤中存活很長一段時間。斑馬在吃草時接觸了這些孢子從而被感染;細菌大量繁殖,當動物死亡后,隨著動物尸體分解,它們又形成孢子返回到土壤中。

                              炭疽病由一種細菌引起,這類細菌能夠侵入宿主動物體內,并殺死宿主,噬菌體(bacteriophages)的字面意思是“細菌捕食者”,是一種病毒,能夠侵入和殺死細菌宿主。

                              本文的第一作者、加州大學戴維斯分校基因組中心的研究科學家Holly Ganz稱,他們注意到的第一件事情是,這種病毒是一個貪婪的炭疽菌捕食者。他們還注意到,這個被稱為Bacillus phage Tsamsa的新病毒非常大,具有巨大的頭部、長長的尾巴和大的基因組,他們將這種病毒列為已知的最大噬菌體。

                              Tsamsa不僅感染炭疽芽孢桿菌(B. anthracis),也感染近緣細菌種,包括枯草芽孢桿菌(Bacillus cereus)菌株,這種細菌能夠引起食物中毒。通過基因組測序,研究人員發現了被病毒用來殺死細菌細胞的細胞溶解酶(lysin)基因,這種酶可適用于抗菌劑或殺菌劑。

                              噬菌體,往往對一組特定的菌株具有高度特異性,于20世紀早期第一次被發現,曾經有科學家非常有興趣將其作為抗菌劑。但隨著青霉素和其他抗生素的發現,噬菌體在西方黯然失色,但在蘇聯仍然繼續其研究。

                              Ganz表示:“隨著對抗生素耐藥性和超級細菌越來越多的擔憂,人們正回過頭來研究噬菌體。”

                              本文的共同作者、蘇黎世聯邦理工學院營養與健康學院的Jochen Klumpp指出,噬菌體的一個優勢在于,因為它們往往是非常明確的,它們可能只針對“壞”細菌,而讓有益細菌安然無恙。同時,噬菌體隨宿主一起進化,具有克服細菌耐藥性的潛力。

                              Ganz在加州大學伯克利分校和夸祖魯-納塔爾大學的環境科學教授Wayne Getz帶領的研究小組作博士后期間開始了這項研究工作。在Ganz加入Jonathan Eisen教授實驗室后,在加州大學戴維斯分校完成了噬菌體的基因組測序。

                              Ganz表示,她希望這個噬菌體測序信息的論文發表后,將使其他研究人員能夠進一步調查和開發噬菌體及其蛋白的應用。她說:“你可以用它來檢測炭疽芽孢桿菌或蠟狀芽孢桿菌(B. cereus);將其作為抗生素的替代品,或作為消毒劑的一部分。”


                              原文摘要:

                            Novel Giant Siphovirus from Bacillus anthracis Features Unusual Genome Characteristics

                            Holly H. Ganz, Christina Law, Martina Schmuki, Fritz Eichenseher, Richard Calendar, Martin J. Loessner, Wayne M. Getz, Jonas Korlach,Wolfgang Beyer, Jochen Klumpp

                              Here we present vB_BanS-Tsamsa, a novel temperate phage isolated from Bacillus anthracis,the agent responsible for anthrax infections in wildlife, livestock and humans. Tsamsa phage is a giant siphovirus (order Caudovirales), featuring a long, flexible and non-contractile tail of 440 nm (not including baseplate structure) and an isometric head of 82 nm in diameter. We induced Tsamsa phage in samples from two different carcass sites in Etosha National Park, Namibia. The Tsamsa phage genome is the largest sequenced Bacillus siphovirus, containing 168,876 bp and 272 ORFs. The genome features an integrase/recombinase enzyme, indicative of a temperate lifestyle. Among bacterial strains tested, the phage infected only certain members of the Bacillus cereus sensu lato group (B. anthracis, B. cereus and B. thuringiensis) and exhibited moderate specificity for B. anthracis. Tsamsa lysed seven out of 25 B. cereusstrains, two out of five B. thuringiensis strains and six out of seven B. anthracis strains tested. It did not lyse B. anthracis PAK-1, an atypical strain that is also resistant to both gamma phage and cherry phage. The Tsamsa endolysin features a broader lytic spectrum than the phage host range, indicating possible use of the enzyme in Bacillus biocontrol.

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