根据萨里大学（University of Surrey）和牛津大学（University of Oxford）的一项新研究，导致结核病（TB）的细菌可能拥有一种“开关”，能够让它们暂停并重新启动生长。这项研究有助于解释为何结核病如此难以用抗生素治疗，并可能为开发更好的药物铺平道路。
在《欧洲分子生物学组织期刊》（The EMBO Journal）上发表的研究中，研究人员展示了结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis）如何利用一种称为ADP-核糖基化（ADP-ribosylation）的可逆过程来修饰其DNA，并控制复制和基因活性。这是首次在任何生物体中证明这种类型的DNA修饰可以调控关键过程，如基因表达和DNA复制。
萨里大学微生物科学系主任格雷厄姆·斯图尔特教授（Professor Graham Stewart）表示：“我们发现了一种方式，结核分枝杆菌可以通过这种方式减缓其生长速度，从而可能使其逃避免疫反应并对抗生素产生抗性。通过证明ADP-核糖基化能够同时控制复制和基因表达，我们揭示了一个新的调控层面，这对理解结核病的持久性至关重要。如果我们能针对这一过程进行干预，就可以让细菌更容易被消灭——尤其是在当前治疗难以触及的缓慢生长或休眠状态。”
该研究聚焦于两种酶：DarT和DarG。DarT负责将ADP-核糖标签添加到DNA上，而DarG则负责将其移除。当DarT活跃时，它会阻止细菌复制DNA并分裂；当DarG移除标签后，细菌生长恢复。这种启停控制机制可能帮助细菌在恶劣条件下生存，使它们在长期感染中更具韧性。
为了进一步了解这个分子开关的工作原理，研究人员使用了CRISPR干扰（CRISPRi）系统选择性地降低DarG水平。这使得DarT得以无限制地发挥作用，导致DNA修饰累积并停止细菌生长。随后，团队使用了一种名为ADPr-Seq的技术来绘制这些标签在整个基因组中的分布位置，同时结合活细胞成像和RNA测序技术追踪DNA复制、细胞分裂和基因表达的变化。这些工具帮助揭示了ADP-核糖基化如何影响细菌的复制能力以及在压力环境下生存所需的基因活动。
根据世界卫生组织的数据，结核病每年在全球范围内造成125万人死亡。2023年，约有1080万人感染了这种疾病。
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