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结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,Mtb)感染造成的结核病(tuberculosis,TB)仍然是全球重大公共卫生威胁,是全球十大死亡原因之一。根据世界卫生组织报道,死于结核病的人数已经超过艾滋病,结核病是单一致病菌导致的死亡率最高的疾病。2017年全球结核病致死人数为130万,其中2/3患者在发展中国家。随着多耐药结核菌(multidrug-resistant,MDR),广泛耐药结核菌(extensively drug-resistant,XDR),甚至完全耐药结核菌(Totally drug-resistant,TDR)的出现和蔓延,以及HIV共感染等原因,结核病防治任务艰巨。噬菌体治疗作为一种极具前景的替代或辅助治疗手段,重新引起了公众的关注。虽然噬菌体治疗的研究曾经因为抗生素发现停滞不前,噬菌体在治疗细菌感染方面潜力不可限量。靶向细菌基因调控网络关键基因的工程化噬菌体可以作为抗生素佐剂,增强抗生素的杀菌效力。噬菌体减少多耐药铜绿假单胞菌的生物膜的形成,破坏其抗药屏障。噬菌体展示技术对于新疫苗的研发和肿瘤的治疗都有重要意义。海藻糖是广泛存在于除人体外的多种生物中的一种非还原性二糖,在微生物中普遍存在且具有重要作用。海藻糖代谢的关键酶是理想的新抗生素候选靶标。分枝杆菌中许多重要物质,如细胞壁糖脂,索状因子和硫脂等包含海藻糖。分枝杆菌海藻糖合成主要通过OtsAB和TreYZ两条途径。通过α葡聚糖途径可以将海藻糖转换为具有α-1,4和α-1,6糖苷键的支链葡聚糖,为荚膜和甲基葡萄糖脂多糖提供原料。编码海藻糖磷酸酶(otsB)或者麦芽糖基转移酶(glgE)的基因被抑制后,积累的磷酸糖对细胞具有毒性。这两个基因可能是非常理想的药物靶标。本课题探索分枝杆菌噬菌体SWU1基因gp53对宿主菌的效应和分子机理。gp53基因是分枝杆菌噬菌体SWU1特有的,即使在有极高相似性的噬菌体L5中也没有同源基因。海藻糖帮助细胞应对各种极端外界环境,比如极端温度、低pH等。重组耻垢分枝杆菌Ms_gp53在海藻糖为唯一碳源的培养基上不能生长,生物膜褶皱增多。添加海藻糖培养后,Ms_gp53菌株单菌落边缘缺失“蹼”状结构,细菌变短,对万古霉素更加敏感。qRT-PCR检测发现海藻糖代谢途径中关键基因glgE的转录被抑制。这导致对细菌具有毒性的磷酸麦芽糖积累。这也解释了重组菌不能在海藻糖为唯一碳源的培养基上生长的现象。TLC检测发现Ms_gp53的碳水化合物发生改变。综上,我们首先发现分枝杆菌噬菌体SWU1基因gp53抑制海藻糖分解途径关键基因glgE的转录,导致细菌对海藻糖敏感,为以glgE为抗菌靶点的药物研究提供新思路。