Гены из пустынных почв указывают на потенциальный медицинский ресурс
Несмотря на экологическое сходство, почвы из трёх географически удалённых районов юго-запада США содержат кардинально разные наборы малых биосинтетических генов. Это говорит о существовании гораздо большего разнообразия потенциально полезных соединений, чем предполагалось ранее. Исследование опубликовано в майском выпуске журнала Applied and Environmental Microbiology.
Подавляющее большинство новых лекарств, одобренных FDA, имеют природное происхождение, а бактерии являются их крупнейшим источником. Большинство антибиотиков и противоопухолевых агентов бактериального происхождения были обнаружены путём культивирования бактерий из образцов окружающей среды и изучения их метаболитов в лабораторных условиях. Однако подавляющее большинство видов бактерий не поддаётся культивированию, что указывает на возможное существование огромного количества неизвестных, но полезных бактериальных метаболитов.
В этом исследовании Шон Брейди из Медицинского института Говарда Хьюза и его коллеги извлекли ДНК из почв трёх пустынь:
- Пустыня Сонора в Аризоне
- Район Анза-Боррего в пустыне Сонора в Калифорнии
- Большой Бассейн в Юте
Из этой ДНК были созданы очень большие метагеномные библиотеки. Эти библиотеки просканировали на наличие трёх наиболее распространённых классов систем биосинтеза малых молекул:
- Модульные поликетиды типа I
- Итеративные поликетиды типа II
- Нерибосомные пептиды
С помощью ПЦР исследователи амплифицировали коллекции фрагментов генов из каждой из трёх библиотек и сравнили их, чтобы оценить сходства и различия между наборами генов, клонированных из каждой среды.
Ключевой вывод: «Наша работа предполагает, что геномы бактерий окружающей среды могут кодировать множество дополнительных лекарственно-подобных молекул, включая соединения, которые могут служить, среди прочего, новыми антибиотиками и противоопухолевыми агентами», — говорит Шон Брейди. — «Это небольшое предварительное исследование, которое требует дополнительного изучения большего числа сред и более обширного анализа последовательностей, но оно указывает на то, что бактерии окружающей среды обладают потенциалом для кодирования большого дополнительного клада новых лекарств».