我国学者在精准抗菌研究领域取得进展

文章导读

你想过，一种只“精准狙击”致病弧菌的天然抗菌武器，正藏在无害细菌的“基因武器库”中？我国科学家首次发现一种名为TseVs的抗菌蛋白，它能通过破坏弧菌的能量代谢，像“特工”一样精准杀死霍乱等致病菌，却不伤及其他微生物。更惊人的是，这种蛋白利用离子劫持机制形成致命孔道，而其他细菌竟可“借力打力”维持平衡。这一发现不仅揭开了微生物竞争的新篇章，更有望催生不引发耐药的下一代精准抗菌疗法——从海洋环境到人体肠道，或将迎来一场抗菌革命。

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图 TseVs效应蛋白的种属特异性抗菌机制

　　在国家自然科学基金项目（批准号：32270061和32100019）资助下，南方科技大学傅暘教授研究团队在VI型分泌系统（T6SS）抗菌效应蛋白（以下简称：抗菌蛋白）介导微生物竞争机制研究领域取得进展，发现了具备高度种属特异性的T6SS抗菌蛋白TseVs。相关成果以“弧菌特异性T6SS抗菌蛋白通过弧菌能量代谢劫持机制重塑微生物竞争格局（A Vibrio-specific T6SS effector reshapes microbial competition by disrupting Vibrio bioenergetics）”为题，作为封面文章于2025年7月9日发表在《细胞·宿主与微生物》（Cell Host & Microbe）杂志。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.chom.2025.06.001。

　　弧菌属细菌（Vibrio spp.）广泛存在于海洋及河口三角洲环境，其成员有大量环境致病菌和高毒性致病菌，与人类健康和食品工业安全息息相关。随着抗生素耐药问题的日益严峻，针对弧菌的有效治疗方式被不断压缩，急需新的抗菌机制和技术研究来解决耐药和无药可用的问题。为此，研究团队另辟蹊径，从物种竞争角度出发，对我国自然生态域分离得到的霍乱弧菌无害环境菌株（即不编码霍乱毒素【Cholera Toxin】和毒素共调节菌毛【TCP】，不引发人类疾病）进行研究。该团队发现部分无害环境菌株具备活跃的T6SS并携带一种弧菌种属特异性抗菌蛋白TseVs。该蛋白可依赖于细菌T6SS进行跨膜递送，进入敏感弧菌细胞中产生显著杀菌效果，且在宿主体内和自然环境中均可实现对敏感弧菌的高效清除。进一步研究表明，TseVs通过其富含“glycine zipper”结构的跨膜螺旋区，在弧菌属细菌细胞内、外膜上形成二聚体打出跨膜孔道，这些孔道允许Na⁺进入和K⁺外泄，从而特异性的破坏敏感弧菌的胞膜离子稳态，进而劫持能量（ATP）供应系统导致细胞死亡。而非弧菌属的细菌能依靠自身膜电势系统回补TseVs孔道产生的离子稳态失衡，从而为自己提供保护且不依赖TseVs特异性免疫蛋白TsiVs的保护。生物信息学分析显示tseVs基因主要分布于无害环境弧菌中，并在全球多地生态样本中呈显著进化扩张趋势，揭示该蛋白在细菌种群竞争中发挥重要的功能。

　　该研究拓展了T6SS介导微生物竞争机制的认知，并为精准抗菌策略提供了理想范式。TseVs具备物种选择性强、杀伤效率高、不易产生耐药性、不易通过水平基因重组转移等多重优势，有望成为合成生物学中可工程化的抗菌模块。该研究为理解致病与非致病弧菌群落演替的生态机制提供了详实数据，同时为构建以精准干预为目标的新型抗菌技术奠定了理论基础。