10月17日消息,《科学》(Science)杂志网站刊发新闻特稿,介绍一项刚刚发布于《美国国家科学院院刊》(PNAS)预印本平台的研究:通过对超过1000个细菌基因组的分析,还原了肉毒梭菌(Clostridium botulinum)在过去一个世纪中被科学家“驯化”的全过程。
肉毒梭菌神经毒素BoNT按克重计是已知最致命的天然物质之一,曾酿成1919年一场致5人死亡的晚宴食物中毒事件,也牵出二战生物武器计划等历史插曲。上世纪20年代为拯救罐头工业而投入研究的细菌学家Ivan Clifford Hall建立起菌株收藏,其中编号Hall A的菌株成为此后各国实验室反复传代的“主力工具菌株”——如同农作物与家畜被人类驯化一样,在实验室环境中被持续重塑。
研究显示,长期传代使菌株代谢通路“为实验室生活而优化”:不再浪费能量产孢子,转而高水平产毒。这一特性正是后来医药与医美产业的基础——极微量的Botox(保妥适)用于麻痹肌肉,从治疗性药物做到全球数十亿美元的除皱医美生意。
研究的产业意义在于生物制造层面:参与研究的学者指出,基因组层面的持续进化可能影响上游菌种的生产表现,进而影响制造工艺、产品批次一致性与后续药物开发——对以活体发酵为基础的生物药企,菌种库管理与进化监控因此成为质量体系的一环。另有引用观点认为,这项研究也让Hall这位早年收藏大量厌氧菌却被遗忘的学者重获关注。
(来源:Science Magazine)