? ? ? ?今天介紹的病毒是分枝桿菌噬菌體ZoeJ——這是一種可以感染分枝桿菌(Mycobacterium)的噬菌體。

簡(jiǎn)介

? ? ? ? 分枝桿菌噬菌體ZoeJ是以分枝桿菌為宿主的噬菌體，它是一種宿主廣泛的噬菌體，可以從恥垢分枝桿菌(Mycobacterium Smegmatis)、結(jié)核分枝桿菌(Mycobacterium Tuberculosis)與鳥(niǎo)分枝桿菌(Mycobacterium Avium)中分離出來(lái)。

病毒學(xué)特征

? ? ?? ?分枝桿菌噬菌體ZoeJ是一個(gè)與分枝桿菌噬菌體TM4密切相關(guān)的Subcluster K2噬菌體，屬于TM4病毒家族(Timquatrovirus)。狀如蝌蚪，二十面體頭部直徑約60納米，不可收縮的尾巴長(zhǎng)度約為600納米。

? ? ? ? 分枝桿菌噬菌體ZoeJ既可以感染快速生長(zhǎng)的分枝桿菌，也可以感染緩慢生長(zhǎng)的分枝桿菌，是溫和噬菌體。

基因結(jié)構(gòu)

? ? ? ? 分枝桿菌噬菌體ZoeJ具有高度嵌合的基因組。它們的基因組序列顯示了廣泛的水平遺傳轉(zhuǎn)移的證據(jù)，在噬菌體之間以及噬菌體和它們的分枝桿菌宿主之間。比較這些序列有助于解釋自然界中這種類型的基因交換是如何頻繁發(fā)生的，以及噬菌體如何改變細(xì)菌致病性。

? ?? ? 分枝桿菌噬菌體基因組中包含的基因子集比基因組中的其他元素具有更快的遺傳通量。這些“快速通量”基因在分枝桿菌噬菌體之間更經(jīng)常地交換，并且在序列上比其他分枝桿菌噬菌體平均基因短50%。

應(yīng)用

? ? ? ? 20世紀(jì)80年代，噬菌體被發(fā)現(xiàn)作為從基因上操縱宿主的工具。例如，分枝桿菌噬菌體TM4與分枝桿菌噬菌體ZoeJ被用來(lái)構(gòu)建穿梭質(zhì)粒，在大腸桿菌中作為大型黏粒(cosmids)復(fù)制，在分枝桿菌中作為噬菌體復(fù)制。穿梭相移可以在大腸桿菌中進(jìn)行操作，并用于有效地將外源DNA導(dǎo)入分枝桿菌。

? ? ? ? 由于分枝桿菌噬菌體ZoeJ是溫和噬菌體，經(jīng)常參與分枝桿菌之間的基因交流，因此人們可以利用攜帶報(bào)告基因的噬菌體鑒別結(jié)核分枝桿菌耐藥菌株。

? ? ? ?通過(guò)基因工程，可以將溫和噬菌體改造成耐藥菌克星。2019年，據(jù)報(bào)道，一名15歲女孩在肺移植后發(fā)生囊性纖維化和彌散性膿腫分枝桿菌(Mycobacterium Abscessus)感染，每天兩次靜脈注射基因改造后的分枝桿菌噬菌體，患者從治療中獲益明顯。2022年，據(jù)報(bào)道，一名年輕男子患有難治性膿腫分枝桿菌亞膿腫性肺部感染和嚴(yán)重囊性纖維化肺病，每天兩次靜脈注射兩種分枝桿菌噬菌體。經(jīng)噬菌體和抗生素聯(lián)合治療約100天后，膿腫分枝桿菌(Mycobacterium Abscessus)的氣道培養(yǎng)呈陰性，多種生物標(biāo)志物證實(shí)了治療很成功。該患者在治療379天后接受了雙側(cè)肺移植，從移植的肺組織培養(yǎng)證實(shí)了細(xì)菌的根除。