蛋白质组学揭示了对抗感染的新可能性

珍尔夫大学詹妮弗Geddes-Mcalister博士的工作研究了宿主和病原体之间的相互作用，以发现对抗感染的新治疗方案。她的实验室使用一系列以蛋白质组学为中心的技术，蛋白质的研究，进展对人类和农业作物的真菌和细菌感染的研究。该研究的结果可以应用于改善人类健康的新型治疗方法，对谷物作物行业具有经济影响。

近期抗菌性抵抗的兴起对人类健康有重大威胁。自二十世纪初期以来，抗菌药物 - 特别是抗生素 - 一直是针对许多感染的有效的第一道防线，从微不足道到危及生命。不幸的是，病原体正在追赶。结果越来越普遍普遍普及抗微生物抗性。

当细菌，真菌或病毒遇到设计以消除病原体的药物时，会发生抗菌性抗性。虽然大多数侵入性生物被药物灭绝，但是一些可能会产生避免被破坏的机制。结果，抗微生物剂，包括抗生素，抗真菌和抗病毒，不能容易地治疗无效和感染。世界卫生组织的“抗菌抗药性全球行动计划”中突出了发展替代对抗这些感染的替代战略的重要性，旨在提高耐药性的理解，并优化目前治疗的使用。

随着耐药性的蔓延，迫切需要新的抗菌疗法。为了开发新药，我们首先需要更多地了解病原体是如何工作的。了解病原体是如何感染、生存和繁殖的，将有助于开发专门针对病原体的治疗方法。

Discovery-driven蛋白质组学
Jennifer Geddes-Mcalister博士是圭尔夫大学的主要研究，有助于弥合这一知识差距。她的工作探讨了宿主和病原体之间的复杂相互作用，目的是揭示可用于抗击感染的新治疗方案。

Geddes-McAlister博士在她的研究中使用了发现驱动的蛋白质组学，也被称为自下而上的蛋白质组学。蛋白质组学是对有机体或特定生物环境中蛋白质的大规模研究。这种类型的研究使用多种不同的方法，包括质谱分析，这是一个强大的工具来分析和定量细胞、器官或组织中的蛋白质。发现驱动的蛋白质组学首先使用酶来消化或分解蛋白质。然后用质谱仪对蛋白质片段进行分析。通过识别小块的蛋白质，质谱仪可以通过将组成部分拼接在一起来推断特定蛋白质的存在。相反，自上而下的蛋白质组学使用完整的蛋白质来绘制蛋白质复合物的图谱，而靶向蛋白质组学通常与生物标志物的鉴定有关:特定于特定生物环境或有机体的分子。

Geddes-Mcalister博士使用发现驱动的蛋白质组学来测量不同条件和各种生物系统下蛋白质水平的变化。最近，蛋白质组学已被证明是开发真菌感染治疗的有用工具。

通过蛋白质组学解决真菌病原体
真菌病原体导致人类中有广泛的疾病，从急性对慢性感染的范围。感染发作的潜在触发通常是宿主免疫状况的转变;许多机会主义病原体是无害的，直到他们的宿主是免疫引起的。虽然物种之间的感染源和导致症状可能有所不同，但令人担忧的发病率和与真菌入侵相关的死亡率和死亡率。

抗菌素耐药性的增加对人类健康构成重大威胁。

真菌感染的成功治疗是挑战性的。值得注意的是，抗真菌药物靶向的许多分子也存在于人细胞上。此外，有有限的选择临床有效，无毒的抗真菌剂，并且治疗通常必须冗长成功。Geddes-Mcalister博士和她的同事使用定量蛋白质组学来发现真菌病原体如何与其宿主进行互动，并理解为什么宿主往往无法清除感染。本研究提供了新的洞察真菌如何引起疾病以及他们用于逃避宿主免疫应答的机制。

行动中蛋白质组学的一个有趣的例子是人类真菌病原体的表征Cryptococcus neoformans.，这在免疫功能低下的个体中最常与感染有关。从历史上看,研究c . neoformans依赖于更成熟的技术，比如基因组分析。然而，质谱分析和生物信息学工具和数据库的最新进展为了解真菌在感染过程中使用的生物过程提供了更多的机会，如蛋白质的释放或分泌。蛋白质组学还提供了对疾病至关重要的调节机制的见解。

鉴于抗真菌菌株的产生不断增长c . neoformans，了解更多关于响应独特环境的蛋白质的更多信息为开发替代治疗路线铺平了道路。Geddes-Mcalister博士最近曾描述过准备的有用方法c . neoformans样品和设计方案用于蛋白质组的分析变化。这提供了未来研究的基础，进一步接受这项工作，一天导致更深入地了解如何以及为什么在整个真菌感染过程中的改变。

Geddes-Mcalister博士的研究的总体目标是确定破坏宿主和病原体之间相互作用的新策略，从而减少对唯一的治疗方案的依赖。

细菌病原体和生物标志物
Geddes-McAlister博士的研究也有助于对付其他病原体。一些细菌，例如假单胞菌铜绿假单胞菌，产生抗生素抗性生物膜 - 一种现象，细胞彼此粘附到表面。如果是P.铜绿假单胞菌，这种能力通过常用于眼部感染的抗生素来保护细菌免受破坏。Geddes-Mcalister博士和她的团队最近使用定量蛋白质组学来成功识别生物标志物P.铜绿假单胞菌眼睛表面的感染，以及区分一般和部位特异性宿主对细菌感染的反应。识别特定病原体分子的能力是开发新的诊断测试的重要一步。

Geddes-Mcalister博士使用发现驱动的蛋白质组学来测量不同条件和各种生物系统下蛋白质水平的变化。

基于质谱的蛋白质组学也被用于研究铁的有效性和铁的关系肺炎克雷伯菌，一种通常在胃肠道中生活的细菌，但如果蔓延到身体的其他部位，可能导致严重感染。Geddes-Mcalister博士和她的研究小组发现了一种叫做Lon蛋白酶在细菌细胞中的铁平衡方面的酶的新作用。铁是一个必不可少的组成部分K.肺炎生存。了解更多关于如何限制营养素的营养素的影响细菌反应可能是发展未来抗生素的关键。

通过蛋白质组学保护庄稼
Geddes-Mcalister博士和她的研究组使用的多功能技术也可以应用于农业环境。例如，定量蛋白质组学可用于描述环境真菌和经济上重要作物之间的相互作用。

真菌Fusarium Graminearum.导致调用的情况镰刀头部枯萎在谷物作物，如小麦和大麦。这种疾病，可以使作物萎缩，漂白的外观，导致植物中霉菌毒素（真菌毒素）的积累。效果，严重减少作物尺寸和减少的作物质量，可能是毁灭性的。感染的作物无法销售，造成大量经济损失。然而，如果这些受损的晶粒确实使其进入动物饲料，毒素可能对牲畜和家禽有害。霉菌毒素也可以渗入地下水并对人类健康产生重大威胁。

目前,镰刀头部枯萎用单一剂量抗菌治疗，但这对种植者来说是昂贵的，并对霉菌毒素的积累提供最小的保护。Geddes-Mcalister博士正在使用系统生物学方法调查潜在的新治疗方法，包括多种技术，如定量蛋白质组学，基因组学和代谢组学（代谢物研究，所涉及代谢的小分子）。这些尖端方法将允许团队识别和表征植物清除真菌感染和降解霉菌毒素的机制。具体来说，他们将研究一些作物物种如何生存到暴露f . graminearum以及这些植物如何防止霉菌毒素的积累。改善对作物使用以防止感染的机制的了解，以及真菌病原体侵入其宿主的方式可能导致发现传达疾病抗性的遗传标记。然后可以利用这些标志物用于选择性育种策略，以提高作物产量和质量。

发现驱动的蛋白质组学的影响
Geddes-Mcalister博士的专业知识和群众基于质谱的蛋白质组学的同事基础是他们将这种技术应用于过多的生物问题的能力。她的团队目前正在调查与医学，农业和经济重视的宿主 - 病原体相互作用，具有发现新的治疗选择和治疗的最终目标。提高对这些相互作用的了解 - 以及新疗法的发展 - 将防止耐药病原体的演变，提高透明感染能力，最终提高全球范围内的健康和生活质量。