Новый генетический метод открывает антибиотик в морских бактериях

Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего создали генетическую платформу для эффективного производства природных молекул и с её помощью получили новый антибиотик. Исследование, опубликованное в PNAS, может открыть новые пути для открытия природных соединений и разработки лекарств.

Ведущий исследователь Брэдли С. Мур заявил, что работа демонстрирует метод «подключи и работай» для активации ранее неизвестных биосинтетических путей и поиска кандидатов в лекарства среди природных продуктов.

Морские бактерии как источник лекарств

Океан, покрывающий 70% поверхности Земли, — богатый источник микробного разнообразия для поиска новых природных продуктов против инфекций, рака и других заболеваний. Большинство природных антибиотиков — сложные молекулы, которые синтезируются специальными ферментами, закодированными в хромосоме микроба.

Однако новые океанические бактерии часто трудно вырастить в лаборатории или заставить производить полный спектр их природных соединений.

Технология и открытие таромицина А

Ученые извлекли набор генов, предположительно кодирующих природное соединение, у морских бактерий. Используя свою синтетическую биологическую технологию, они идентифицировали и протестировали совершенно новый антибиотик — таромицин А, который оказался эффективен против устойчивого к лекарствам MRSA.

Со-исследователь Виктор Ницет отметил, что устойчивость к антибиотикам — серьёзный вызов для здравоохранения, а большинство антибиотиков (например, пенициллин) — это природные молекулы, изначально выделенные из почвенных микробов.

Преодоление разрыва между генами и молекулами

Микробы обладают генетической способностью биосинтезировать широкий спектр специализированных соединений. Хотя технологии секвенирования нового поколения могут использовать эту способность для открытия лекарств, исследователям не хватает процедур для эффективной связи конкретных генов с конкретными молекулами.

Чтобы преодолеть этот разрыв, команда разработала генетическую платформу на основе клонирования с помощью трансформационно-ассоциированной рекомбинации (TAR), которая эффективно производит молекулы природных продуктов из неохарактеризованных коллекций генов.

Платформу применили к дрожжам, нацелившись на кластер генов таромицина из-за его высокой степени сходства с путем биосинтеза даптомицина — клинически одобренного антибиотика для лечения инфекций, вызванных полирезистентными бактериями.

Виктор Ницет заключил: «Эта техника имеет потенциал раскрыть потенциал открытия лекарств у бесчисленного множества новых и загадочных микробов».