Construction and validation of safe Clostridium botulinum Group II surrogate strain producing inactive botulinum neurotoxin type E toxoid.
Construction and validation of safe Clostridium botulinum Group II surrogate strain producing inactive botulinum neurotoxin type E toxoid.
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DOI：
10.1038/s41598-022-05008-1
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发表时间：
2022-02-02
影响因子：
4.6
通讯作者：
Lindström M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Nowakowska MB;Selby K;Przykopanski A;Krüger M;Krez N;Dorner BG;Dorner MB;Jin R;Minton NP;Rummel A;Lindström M
肉毒杆菌神经毒素(BoNTs)由芽胞形成细菌肉毒杆菌产生，可引起肉毒杆菌中毒，这是一种罕见但致命的疾病，影响人类和动物。尽管会导致一种危及生命的疾病，但BONT是一种多用途的治疗药物。然而，作为最有效的天然毒素，BONT在美国被归类为精选制剂，将肉毒杆菌的研究置于严格的政府法规之下。BONT的极端毒性、对公共安全的影响以及其多样化的治疗应用促使人们设计安全的解决方案，以扩大对肉毒杆菌的研究。因此，我们利用CRISPR/Cas9介导的基因组编辑将失活点突变引入到白鲸的染色体Bont/e基因中，得到的Beluga Ei菌株表现出生理上的不变，并产生了血清学检测中可识别的失活BoNT(BoNT/EI)，但缺乏体内外可检测到的生物活性。无论是天然单链，还是胰酶双链形式的BONT/EI，即使从继代培养25代的白鲸中分离出来，也没有体内毒性。白鲸菌株是公共健康风险管理、食品保存策略开发、了解毒素发生和结构性BONT研究所必需的BONT研究的安全替代品。白鲸EI代的例子为肉毒杆菌的未来发展提供了模板，以产生不同的灭活BONT血清型。
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.
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影响因子：
7.4
作者：
Kalb, Suzanne R.;Baudys, Jakub;Barr, John R.
通讯作者：
Barr, John R.
影响因子：
4.2
作者：
Bigalke H;Rummel A
通讯作者：
Rummel A
影响因子：
64.8
作者：
Breidenbach, MA;Brunger, AT
通讯作者：
Brunger, AT
DOI：
10.1128/9781555819972.ch18
发表时间：
2019-01-01
期刊：
FOOD MICROBIOLOGY, 5 EDITION
影响因子：
--
作者：
Johnson, Eric A.
通讯作者：
Johnson, Eric A.
影响因子：
10.7
作者：
Kumar, Sudhir;Stecher, Glen;Tamura, Koichiro
通讯作者：
Tamura, Koichiro