腸道細(xì)菌掌握了創(chuàng)造通用血液的關(guān)鍵

一月份，狂風(fēng)驟雨在美國(guó)東海岸引發(fā)緊急醫(yī)療事故，促使紅十字會(huì)發(fā)出緊急呼吁獻(xiàn)血。該國(guó)的血液供應(yīng)特別需要可在緊急情況下普遍使用的O型血液?，F(xiàn)在，科學(xué)家們說，他們已經(jīng)從人的腸道中鑒定出了可以將A型和B型血液轉(zhuǎn)化為O型酶，其效率是以前研究的酶的30倍。

研究人員今天將在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)(ACS)第256屆全國(guó)會(huì)議暨博覽會(huì)上展示其研究結(jié)果。全球最大的科學(xué)學(xué)會(huì)ACS將于星期四在這里舉行會(huì)議。它以關(guān)于廣泛的科學(xué)主題的10,000多個(gè)演講為特色。

“我們對(duì)允許我們從紅細(xì)胞中去除A或B抗原的酶特別感興趣，” Stephen Withers博士說?！叭绻軌蛉コ切┲皇菃翁堑目乖?，那么您就可以將A或B轉(zhuǎn)換為O血?！彼f，科學(xué)家們一直在一段時(shí)間內(nèi)一直致力于將捐贈(zèng)的血液調(diào)整為普通類型的想法，但是他們尚未找到既安全又經(jīng)濟(jì)的高效，選擇性酶。

為了更快地評(píng)估潛在的酶候選物，威瑟斯與他所在機(jī)構(gòu)不列顛哥倫比亞大學(xué)(UBC)的同事合作，后者使用宏基因組學(xué)研究生態(tài)學(xué)。威瑟斯解釋說：“借助宏基因組學(xué)，您可以從環(huán)境中提取所有生物，并提取所有這些生物混合在一起的總DNA?！辫T造如此寬的網(wǎng)使得Withers的團(tuán)隊(duì)無需單獨(dú)培養(yǎng)即可對(duì)數(shù)百萬種微生物的基因進(jìn)行采樣。然后，研究人員使用大腸桿菌選擇含有DNA的基因，該基因編碼可裂解糖殘基的酶。因此，威瑟斯沒有使用宏基因組學(xué)作為了解微生物生態(tài)學(xué)的手段，而是利用它來發(fā)現(xiàn)新的生物催化劑。

威瑟斯的研究小組考慮從蚊子和水中提取DNA，這是一種降解血液的生物，但最終在人類腸道微生物組中找到了成功的候選酶。稱為粘蛋白的糖基化蛋白排列在腸壁上，提供糖作為腸細(xì)菌的附著點(diǎn)，同時(shí)由于它們有助于消化而將它們喂養(yǎng)。一些粘蛋白糖的結(jié)構(gòu)與A型和B型血液上的抗原相似。研究人員研究了細(xì)菌用來從粘蛋白中去除糖的酶，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的酶家族，其去除紅細(xì)胞抗原的效率是以前報(bào)道的候選酶的30倍。

威瑟斯現(xiàn)在正在與UBC血液研究中心的同事合作，以驗(yàn)證這些酶并對(duì)其進(jìn)行更大范圍的測(cè)試，以進(jìn)行潛在的臨床測(cè)試。此外，他計(jì)劃進(jìn)行定向進(jìn)化，這是一種蛋白質(zhì)工程技術(shù)，可模擬自然進(jìn)化，目的是創(chuàng)建最有效的除糖酶。