Programmable protein delivery with a bacterial contractile injection system

发光杆菌属 生物信息学 生物 细胞生物学 细胞外 药物输送 计算生物学 细菌 化学 纳米技术 基因 生物化学 材料科学 遗传学
作者
Joseph Kreitz,Mirco Friedrich,Akash Guru,Blake Lash,Makoto Saito,Rhiannon K. Macrae,Feng Zhang
出处
期刊:Nature [Springer Nature]
卷期号:616 (7956): 357-364 被引量:173
标识
DOI:10.1038/s41586-023-05870-7
摘要

Abstract Endosymbiotic bacteria have evolved intricate delivery systems that enable these organisms to interface with host biology. One example, the extracellular contractile injection systems (eCISs), are syringe-like macromolecular complexes that inject protein payloads into eukaryotic cells by driving a spike through the cellular membrane. Recently, eCISs have been found to target mouse cells 1–3 , raising the possibility that these systems could be harnessed for therapeutic protein delivery. However, whether eCISs can function in human cells remains unknown, and the mechanism by which these systems recognize target cells is poorly understood. Here we show that target selection by the Photorhabdus virulence cassette (PVC)—an eCIS from the entomopathogenic bacterium Photorhabdus asymbiotica —is mediated by specific recognition of a target receptor by a distal binding element of the PVC tail fibre. Furthermore, using in silico structure-guided engineering of the tail fibre, we show that PVCs can be reprogrammed to target organisms not natively targeted by these systems—including human cells and mice—with efficiencies approaching 100%. Finally, we show that PVCs can load diverse protein payloads, including Cas9, base editors and toxins, and can functionally deliver them into human cells. Our results demonstrate that PVCs are programmable protein delivery devices with possible applications in gene therapy, cancer therapy and biocontrol.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
1秒前
liv完成签到,获得积分20
1秒前
爆米花应助自觉的溪灵采纳,获得30
1秒前
777发布了新的文献求助10
1秒前
ZhouTY发布了新的文献求助10
1秒前
科研通AI6.3应助青若采纳,获得30
2秒前
慕青应助lijing采纳,获得10
2秒前
幸运发布了新的文献求助10
3秒前
大个应助僦是卜够采纳,获得10
4秒前
搬砖人完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
chiwawa发布了新的文献求助10
4秒前
科研狂人完成签到,获得积分10
5秒前
cencen发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
我是老大应助柚子采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
细心冷雁完成签到,获得积分10
8秒前
顾矜应助科研狂人采纳,获得10
8秒前
8秒前
Akim应助二月why采纳,获得10
8秒前
李爱国应助刘杰青采纳,获得30
9秒前
Orange应助无机盐采纳,获得10
10秒前
123完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
往事吴痕完成签到,获得积分10
11秒前
无奈完成签到,获得积分10
11秒前
zhulinkin完成签到 ,获得积分10
12秒前
这个柳絮不会飞完成签到,获得积分10
12秒前
珍妮发布了新的文献求助20
12秒前
Arilus发布了新的文献求助10
12秒前
twang93完成签到,获得积分10
12秒前
ruter发布了新的文献求助10
13秒前
wdy完成签到,获得积分10
14秒前
研友_VZG7GZ应助自由自在采纳,获得10
14秒前
wangzw发布了新的文献求助10
14秒前
往事吴痕发布了新的文献求助10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 3000
Les Mantodea de guyane 2500
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 2000
Standard: In-Space Storable Fluid Transfer for Prepared Spacecraft (AIAA S-157-2024) 1000
What is the Future of Psychotherapy in a Digital Age? 700
Signals, Systems, and Signal Processing 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5953396
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7157697
关于积分的说明 15930614
捐赠科研通 5088032
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2734683
邀请新用户注册赠送积分活动 1695575
关于科研通互助平台的介绍 1616891