Suppr超能文献

构建并验证产失活型 E 型肉毒神经毒素类毒素的安全型 II 组肉毒梭菌替代株。

Construction and validation of safe Clostridium botulinum Group II surrogate strain producing inactive botulinum neurotoxin type E toxoid.

机构信息

Department of Food Hygiene and Environmental Health, Faculty of Veterinary Medicine, University of Helsinki, Helsinki, Finland.

Institut Für Toxikologie, Medizinische Hochschule Hannover, Hannover, Germany.

出版信息

Sci Rep. 2022 Feb 2;12(1):1790. doi: 10.1038/s41598-022-05008-1.

Abstract

Botulinum neurotoxins (BoNTs), produced by the spore-forming bacterium Clostridium botulinum, cause botulism, a rare but fatal illness affecting humans and animals. Despite causing a life-threatening disease, BoNT is a multipurpose therapeutic. Nevertheless, as the most potent natural toxin, BoNT is classified as a Select Agent in the US, placing C. botulinum research under stringent governmental regulations. The extreme toxicity of BoNT, its impact on public safety, and its diverse therapeutic applications urge to devise safe solutions to expand C. botulinum research. Accordingly, we exploited CRISPR/Cas9-mediated genome editing to introduce inactivating point mutations into chromosomal bont/e gene of C. botulinum Beluga E. The resulting Beluga Ei strain displays unchanged physiology and produces inactive BoNT (BoNT/Ei) recognized in serological assays, but lacking biological activity detectable ex- and in vivo. Neither native single-chain, nor trypsinized di-chain form of BoNT/Ei show in vivo toxicity, even if isolated from Beluga Ei sub-cultured for 25 generations. Beluga Ei strain constitutes a safe alternative for the BoNT research necessary for public health risk management, the development of food preservation strategies, understanding toxinogenesis, and for structural BoNT studies. The example of Beluga Ei generation serves as template for future development of C. botulinum producing different inactive BoNT serotypes.

摘要

肉毒梭菌神经毒素(BoNTs)由产芽孢的梭状芽孢杆菌肉毒梭菌产生,可引起肉毒中毒,这是一种罕见但致命的影响人类和动物的疾病。尽管 BoNT 可导致危及生命的疾病,但它也是一种多用途的治疗药物。尽管如此,由于它是最有效的天然毒素,BoNT 在美国被列为“选择剂”,使肉毒梭菌的研究受到严格的政府法规的限制。BoNT 的极端毒性、对公共安全的影响及其多样化的治疗应用,都促使人们设计安全的解决方案来扩大肉毒梭菌的研究。因此,我们利用 CRISPR/Cas9 介导的基因组编辑技术,在肉毒梭菌 Beluga E 的染色体 bont/e 基因中引入了失活点突变。由此产生的 Beluga Ei 菌株显示出未改变的生理学特性,并产生可在血清学检测中识别的无活性 BoNT(BoNT/Ei),但缺乏可检测的生物活性。无论是天然的单链,还是经过胰酶处理的双链形式的 BoNT/Ei,都没有体内毒性,即使是从 Beluga Ei 亚培养 25 代后分离出来的。Beluga Ei 菌株为公共卫生风险管理、食品保鲜策略开发、毒素生成理解以及结构 BoNT 研究所需的 BoNT 研究提供了一种安全的替代方法。Beluga Ei 菌株的产生为开发产生不同无活性 BoNT 血清型的肉毒梭菌提供了模板。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f9ee/8810926/b53df214a3e3/41598_2022_5008_Fig1_HTML.jpg

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