科学家们发现了一种生产复杂抗生素的新途径，利用基因编辑重新规划未来药物的途径，以对抗抗菌素耐药性、治疗被忽视的疾病和应对未来的流行病。

曼彻斯特大学的研究人员发现了一种操纵细菌中关键装配线酶的新方法，这可能为新一代抗生素治疗铺平道路。

今天发表在Nature Communications 上的新研究描述了如何使用 CRISPR-Cas9 基因编辑来创建新的非核糖体肽合成酶 (NRPS)，这些酶可提供临床上重要的抗生素。NRPS 酶是青霉素等天然抗生素的多产生产者。然而，到目前为止，操纵这些复杂的酶来生产新的、更有效的抗生素一直是一个重大挑战。

英国政府表示，抗微生物药物耐药性 (AMR) 感染估计每年在全球造成 700,000 人死亡，预计到 2050 年将增加到 1000 万，使全球经济损失 100 万亿美元。 AMR 还威胁到联合国的许多可持续发展目标 (SDGs) )，除非控制耐药性，否则到 2050 年将有 2800 万人陷入极端贫困。

曼彻斯特团队表示，基因编辑过程可用于生产改进的抗生素，并可能导致开发新的治疗方法，以帮助未来对抗耐药病原体和疾病。英国曼彻斯特生物技术研究所 (MIB) 化学生物学教授 Jason Micklefield 解释说：“抗生素抗性病原体的出现是我们今天面临的最大威胁之一。”

“我们开发的基因编辑方法是一种非常有效和快速的方法来设计复杂的装配线酶，可以产生具有潜在改进特性的新抗生素结构。”

我们环境中的微生物，例如土壤中的细菌，已经进化出非核糖体肽合成酶 (NRPS)，这些酶将称为氨基酸的构建块组装成肽产物，这些肽产物通常具有非常有效的抗生素活性。当今临床上使用的许多治疗上最重要的抗生素都源自这些 NRPS 酶(例如青霉素、万古霉素和达托霉素)。

不幸的是，正在出现对所有这些现有抗生素药物都具有抗性的致命病原体。一种解决方案可能是创造具有改进特性的新抗生素，可以规避病原体的耐药机制。然而，非核糖体肽抗生素的结构非常复杂，通过常规化学方法生产起来既困难又昂贵。为了解决这个问题，曼彻斯特团队使用基因编辑来设计 NRPS 酶，交换识别不同氨基酸构建块的域，从而产生可以提供新肽产品的新装配线。

Micklefield 补充说：“我们现在能够使用基因编辑来对复杂的 NRPS 酶进行有针对性的改变，从而能够将替代氨基酸前体纳入肽结构中。我们乐观地认为，我们的新方法可以带来制造改进抗生素的新方法这是对抗新出现的耐药病原体所迫切需要的。”

该研究论文发表在《自然通讯》上，标题为“基因编辑使复杂抗生素装配线的快速工程成为可能。”