Расшифровка генома ядовитых грибов открывает путь к созданию лекарств

Учёные из Университета штата Мичиган секвенировали геном двух видов ядовитых грибов и обнаружили, что они теоретически могут производить миллиарды соединений с помощью одной молекулярной "сборочной линии". Это может открыть путь к эффективной борьбе с некоторыми смертельными заболеваниями.

Исследование, опубликованное в журнале BMC Genomics, раскрывает ДНК двух грибов рода Amanita, на которые приходится большинство смертельных отравлений грибами.

Команда сосредоточилась на "Бледной поганке" (растёт на западном побережье США и в Европе) и "Мухоморе вонючем" (распространён в Мичигане).

"Мы уже проводили частичное секвенирование ДНК этих грибов 10 лет назад, — сказал Джонатан Уолтон, профессор Лаборатории исследований растений MSU-DOE и соавтор работы. — Поскольку секвенирование стало быстрее и дешевле, мы недавно смогли завершить проект".

Как и ожидал Уолтон, данные выявили гены, ответственные за производство нескольких известных ядов. Эти яды представляют собой небольшие кольцеобразные молекулы — циклические пептиды.

"Поскольку у циклических пептидов нет свободных концов, нашему организму сложно за них "зацепиться", чтобы переварить или отторгнуть их, — объяснил Уолтон. — Поэтому пептиды легко и точно попадают в кровоток и атакуют наши клетки".

К удивлению учёных, оказалось, что грибы потенциально могут синтезировать гораздо больше циклических пептидов, чем считалось ранее, — возможно, миллиарды вариантов — с помощью одной молекулярной производственной платформы. Исследователи уже обнаружили три ранее неизвестных циклических пептида на основе паттернов в новой ДНК-последовательности.

Уолтон уже видит возможность использовать "лазерную" способность циклических пептидов проникать в клетки человека в медицинских целях, отмечая, что лишь немногие грибные пептиды ядовиты для людей.

"Представьте, что у вас есть 10 разных кубиков Lego, — сказал Уолтон. — Их можно собрать множеством способов. Циклические пептиды собираются так же, как Lego: каждый состоит из 8–10 аминокислот из общего пула в 20 возможных. Если "перемешать" эти компоненты, можно синтезировать огромное количество таких молекул в лаборатории с помощью одной молекулярной платформы".

До сих пор исследования экстрактов таких грибов были направлены только на поиск соединений, убивающих млекопитающих.

"Однако многие циклические пептиды уже известны как важные лекарства против туберкулёза, устойчивого к антибиотикам Staphylococcus и рака. Используя систему Amanita, мы можем представить менее грубый и потенциально более эффективный способ синтеза большого пула новых соединений, которые можно тестировать на предмет потенциального фармацевтического применения".