細菌或感染細菌的病毒 100 多年來，人們對這些病毒的興趣再次增加。這是因為抗生素耐藥性已成為日益嚴重的全球健康威脅。儘管有這種新的興趣，但大多數基於噬菌體的研究仍然集中在自然存在的病毒上。這主要是因為傳統的噬菌體編輯方法緩慢、複雜且難以規模化。
以新的方式 附： 在這項研究中，來自新英格蘭生物實驗室 (NEB®) 和耶魯大學的科學家報告了第一個用於工程靶向噬菌體的全合成系統。 銅綠假單胞菌這是一種高度抗生素耐藥性的細菌，在全世界範圍內構成嚴重風險。該方法依賴於平台。 NEB 的高複雜性 Golden Gate Assembly (HC-GGA) 使研究人員能夠使用數字 DNA 序列數據設計和構建噬菌體。而不是依賴現有的病毒樣本
通過使用該系統，團隊創建了 銅綠假單胞菌 噬菌體由 28 個合成 DNA 片段組成。然後他們通過引入點突變為病毒編程了新的能力。與 DNA 插入和缺失一樣，這些變化使研究人員能夠交換尾纖維基因，以改變噬菌體可以感染的細菌。並添加了熒光標記，使感染實時可見。
該研究的共同第一作者、NEB 的研究科學家 Andy Sikkema 表示：“即使在最好的情況下，細菌工程也是勞動密集型的。研究人員整個職業生涯都在開發創建特定宿主細菌的細菌模型的過程。” “這種合成方法代表了簡單、安全和速度方面的技術進步，為生物發現和治療發展鋪平了道路。”
從數字 DNA 創建相
借助 NEB 的 Golden Gate Assembly 平台，科學家可以使用合成 DNA 在細胞外組裝整個噬菌體基因組，並在構建過程中整合所有計劃的遺傳變化。當組裝在一起時，基因組隨後被引入安全實驗室中的菌株中。成為活性噬菌體
這一策略規避了噬菌體研究中長期存在的障礙。傳統方法依賴於噬菌體樣品的物理處理和特殊宿主細菌的使用。當處理在人類中傳播危險病原體的病毒時，這尤其具有挑戰性。新方法還消除了在活細胞內重複篩選或逐步基因編輯的需要。
為什麼金門組裝會有所作為？
與其他結合較少但較長片段的 DNA 組裝技術不同，Golden Gate Assembly 使用較短的 DNA 片段。這些較短的片段更容易製造。對宿主細胞的毒性較小，發生錯誤的可能性較小。該方法也適用於包含重複序列的噬菌體基因組。或者俱有很強的 GC 含量，這兩者都會使 DNA 組裝變得複雜。
通過簡化流程並擴展技術上的可能性。因此，該方法顯著擴大了噬菌體發育的潛力。它是針對抗生素耐藥性感染的靶向治療。
共同努力將工具變成治療方法。
這種快速合成噬菌體工程系統的開發是 NEB 科學家和耶魯大學細菌學研究人員密切合作的成果。 NEB 研究人員花了數年時間改進金門組件，使其能夠處理由不同部分組成的大型 DNA 目標。耶魯大學的研究人員確實認識到這些工具可以釋放新的可能性。噬菌體生物學並嘗試探索更雄心勃勃的應用。
NEB 科學家首次使用經過充分研究的模型病毒優化了該方法。 大腸桿菌 噬菌體 T7 隨後，合作團隊將該技術擴展到非模型噬菌體，這些噬菌體針對一些已知的抗生素耐藥性最強的細菌。
相關研究使用相同的 Golden Gate 方法來創建高 GC 含量。 分枝桿菌 這些噬菌體於 2025 年 11 月與匹茲堡大學 Hatfull 實驗室和 Ansa Biotechnologies 合作發表在 PNAS 上。在另一個例子中，康奈爾大學的研究人員與 NEB 合作創建了一種合成工程噬菌體 T7。作為檢測的生物傳感器 大腸桿菌 如 2025 年 12 月 ACS 研究所述。
“我的實驗室創造了“在這種情況下，噬菌體治療界告訴我們，‘這就是我們一直在等待的錘子。 ’”
