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祝贺实验室论文发表于Cell | 从全球微生物组中获得了近100万种新型抗菌肽

发布时间:2024-06-06

       目前,抗生素耐药性危机已成为亟待解决的问题,抗生素耐药性感染越来越难以用传统疗法治疗。抗菌肽(AMP)存在于所有生命领域,是能够完全杀死或抑制微生物生长的小分子(小蛋白质)。在自然栖息地中,细菌生活在复杂的拮抗和互利平衡中。AMP 在调节微生物相互作用方面发挥着重要作用,微生物可通过产生AMP获得竞争优势。AMP 有望成为潜在的治疗药物,且已在临床上使用很长时间。事实上,抗菌肽的使用早于青霉素的使用。与传统的广谱抗生素相比,AMP 更具针对性,且AMP的耐药性演变发生率很低,不易与其他抗生素产生交叉耐药性。

       北京时间2024年6月6日,复旦大学类脑智能科学与技术研究院生物医学人工智能团队赵兴明教授以及青年研究员路易斯·佩德罗·科埃略(Luis Pedro Coelho),与来自美国与德国的科学家合作研究,在Cell主刊上发表了题为Discovery of antimicrobial peptides in the global microbiome with machine learning的研究论文。

       研究团队提出了一种基于机器学习的方法来预测全球微生物组中的抗菌肽 (AMP),利用来自环境和宿主相关栖息地的63,410个宏基因组和87,920个原核生物高质量基因组创建了AMPSphere,该综合目录包含近100万种新型抗菌肽(AMP)。AMPSphere 提供了对肽进化起源的研究,研究团队观察到一些抗菌肽是通过较长序列的重复或基因截断产生的。并且研究团队发现 AMP 的产生因栖息地而异,且其功效表现出菌株特异性。研究团队合成了100 种AMP,并在体外和体内针对临床相关的耐药病原体和人类肠道共生体进行了测试,共有 79 种肽具有活性,其中 63 种对ESKAPEE 病原体表现出抗菌活性,这些病原体被认为是公共卫生问题。

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       总之,研究团队提出的该AMPSphere数据库可作为未来工作的资源公开使用,旨在促进新型抗菌药物的发现。

       复旦大学类脑智能科学与技术研究院博士后Célio Dias Santos-Júnior与来自美国宾夕法尼亚大学的Marcelo D.T. Torres为该研究论文的共同第一作者,复旦大学类脑智能科学与技术研究院青年研究员Luis pedro Ceolho与来自美国宾夕法尼亚大学的Cesar de la Fuente-Nunez 为本文的共同通讯作者。