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| 中國海洋大學在水產(chǎn)生物致病菌防控領(lǐng)域取得新進展 |
| http://www.netislanduk.com 2025年3月4日 來源：華禹教育網(wǎng) |
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近日，中國海洋大學海洋生物多樣性與進化研究所王國慶教授與食品科學與工程學院林洪教授團隊合作，在水產(chǎn)生物致病菌等病原的防控研究領(lǐng)域取得重要進展，成果以“Nanodot-Inspired
Precise Bacterial Gene Suppression in a Smart Hydrogel
Bandage for Underwater Wound
Healing”（智能創(chuàng)可貼中納米點的精準細菌基因抑制在水下創(chuàng)傷愈合中的應用）和“Streamlining
Bacterial Gene Regulation via Nucleic Acid Delivery with
Gold Nanoclusters”（基于金納米簇的核酸遞送可簡化細菌基因調(diào)控）為題，先后發(fā)表在國際知名期刊Advanced
Science（《前沿科學》）和Small（《微尺度》）。
海洋弧菌是海水養(yǎng)殖中廣泛存在的一類致病菌。近年來，高密度養(yǎng)殖和環(huán)境污染給海洋弧菌的爆發(fā)提供了可乘之機。大菱鲆養(yǎng)殖作為北方海水養(yǎng)殖的支柱產(chǎn)業(yè)，近年來深受鰻弧菌等海洋弧菌造成的病害威脅，一經(jīng)傳播，數(shù)日內(nèi)死亡率高達80%，造成重大經(jīng)濟損失。核酸如反義寡核苷酸（antisense oligonucleotide，ASO）和小干擾RNA（siRNA）可特異性結(jié)合靶信使RNA（mRNA），促進其降解并抑制蛋白質(zhì)翻譯，從而抑制靶基因的表達。但ASO和siRNA無法穿過細菌細胞壁膜發(fā)揮基因調(diào)控功能，限制了其在水產(chǎn)生物致病菌防控中的應用。具有獨特尺寸和表面特性的納米結(jié)構(gòu)作為新一代遞送材料已廣泛用于真核細胞中核酸的遞送，但利用其將核酸遞送至細菌仍然充滿挑戰(zhàn)。
該研究利用生物兼容的碳點（CDs）、金納米簇（AuNCs）等小尺寸納米材料，負載siRNA和ASO高效進入鰻弧菌等致病菌，實現(xiàn)對其特定基因表達的抑制。實驗不僅揭示了納米結(jié)構(gòu)在遞送ASO至菌體的過程、規(guī)律和機制以及釋放原理，還將這一技術(shù)與水下黏附水凝膠結(jié)合，獲得“水下創(chuàng)可貼”以提升其感染傷口修復的靶向效果，為水環(huán)境中動物細菌疾病的防控提供了切實可行的創(chuàng)新解決方案。
圖1. AuNCs對核酸的負載和遞送條件優(yōu)化
研究利用流式細胞術(shù)、熒光顯微術(shù)和元素影像等手段揭示了致病菌對核酸納米載體的內(nèi)化（圖1）；RT-qPCR結(jié)果顯示該方法對靶基因調(diào)控效率在70%以上。研究團隊還利用水下黏附性水凝膠密封ASO/CDs于被鰻弧菌感染的大菱鲆傷口處，實現(xiàn)了對大菱鲆爛鰭病的靶向、高效防控（圖2）。這一研究為水環(huán)境中動物和人類疾病防控提供了新思路。
圖2. ASO/CDs-水凝膠在大菱鲆白鰭病防控中的應用
兩項成果的通訊作者均為王國慶教授和玄冠華副教授，第一作者和共同第一作者為博士生張青松、碩士畢業(yè)生冷新怡和彭林。中國海洋大學林洪教授、徐曉峰教授、王秀丹副教授、寧波大學張衛(wèi)衛(wèi)研究員以及日本北海道大學Hideyuki Mitomo副教授和Kuniharu Ijiro教授也對研究內(nèi)容有重要貢獻。研究工作得到國家自然科學基金等項目資助。
通訊員：張川
文章鏈接：
https://doi.org/10.1002/advs.202415169（點擊查看）
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202411723?af=R（點擊查看）
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