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港科大破解大肠杆菌致癌机制 促大肠癌预防及药物研发

2019-11-14 14:56:32 阅读:2815
钱培元(右一)率领的研究团队,以合成生物方法破解大肠杆菌素致癌机制。大肠杆菌有不同种类,部分可以协助人类消化食物及调节免疫系统,而部分大肠杆菌所产生的“大肠杆菌素”却是破坏真核细胞中dna双螺旋结构的

中新网9月18日电据香港《文汇报》报道,日前,香港科技大学学者通过合成生物学方法成功复制了大量有毒化合物“大肠杆菌-645”,并揭示了其破坏dna双螺旋结构的机制,证实该化合物是主要致癌物质之一,为促进结直肠癌预防及相关药物研发提供了新的基础。

由钱培元(右一)领导的研究小组通过合成生物学方法破解了大肠杆菌的致癌机制。图片来源:洪空闻魏坡/詹韩吉拍摄

合成生物学是世界领先的技术之一。使用相关技术,包括基因在内的生物物质可以像积木一样重组和排列。每个细胞就像一个工厂,可以根据基因排列产生所需的化合物,如稀缺的药物、能量等。它用途广泛,潜力无限。然而,这项技术的使用不仅仅是为了这个目的,也是为了复制大量的“毒素”来帮助人类破解导致癌症的罪魁祸首。

面对死亡率极高的结直肠癌,海洋科学系主任、HKUST教授钱培元问道:“肠道中的大肠杆菌是天使还是魔鬼?”大肠杆菌有不同的种类,其中一些可以帮助人类消化食物和调节免疫系统,而大肠杆菌产生的一些“大肠菌素”是破坏真核细胞dna双螺旋结构的罪魁祸首,这将导致细胞死亡,增加结直肠癌的风险。

由于遗传毒性化合物“大肠杆菌”浓度低、状态不稳定、生物合成反应路径复杂,很难复制用于研究目的。为了进一步研究“毒素”破坏dna的过程,大量的“毒素”需要被复制,因此该团队利用合成生物学将含有“毒素”的基因簇以“复制粘贴”的方式放入大肠杆菌细胞中,从而产生大量的“毒素”。钱培元将这一过程描述为将基因插入不同的工厂,以挑选出最具生产力的大肠杆菌来培养“毒素”。

他指出,经过反复验证,现已证实其中的“粘杆菌素-645”将直接破坏dna的双螺旋结构,增加结直肠癌的风险。由于它的巨大杀伤力,它甚至可能对人类造成未知的影响。

这项研究持续了大约3到4年,由香港科技大学、加州大学伯克利分校和加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所进行。这项研究的结果已经发表在权威的国际杂志《自然化学》上。未来,该团队将使用同样的原理来研究能够限制“科林-645”产生的酶,希望通过大规模培养来遏制或逆转毒素对人体的影响。同时,该团队也有兴趣与医疗机构合作开发“大肠杆菌-645”抑制剂,以预防结直肠癌。

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