Учёные открыли доступ к новым соединениям с антибиотическим потенциалом, удалив «главный выключатель» в грибе

Исследователи из Университета штата Орегон обнаружили, что один ген в обычном грибе действует как главный регулятор. Его удаление открыло доступ к множеству новых, никогда ранее не изучавшихся соединений, что может помочь в поиске новых антибиотиков.

Результаты, поддержанные Национальными институтами здравоохранения (NIH) и Американским онкологическим обществом, опубликованы в журнале PLOS Genetics.

Учёным удалось «переключить» генетический выключатель, который заглушал более 2000 генов у патогена злаков Fusarium graminearum. Это не позволяло грибу производить новые соединения с потенциально полезными свойствами для медицины, сельского хозяйства, промышленности или производства биотоплива.

«Около трети генома многих грибов в лабораторных условиях всегда оставалось "молчащим"», — пояснил Майкл Фрайтаг, доцент биохимии и биофизики. — «Многие грибы обладают антибактериальными свойствами. Не случайно пенициллин был открыт именно у гриба, а гены таких соединений обычно находятся в "молчащих" областях геномов».

Новый подход позволяет активировать больше частей генома и увидеть полный спектр соединений, которые могут производить грибы.

В прошлом поиск новых антибиотиков часто сводился к изменению среды обитания организма. Однако, по словам Фрайтага, таким способом уже найдена большая часть «низко висящих плодов», и для открытий пришлось бы искать в экстремальных условиях, например, у глубоководных гидротермальных источников.

Удалённый ген kmt6 регулирует метилирование гистонов — белков, вокруг которых намотана ДНК. Создание мутанта без этого гена привело к новой экспрессии или сверхэкспрессии около 25% генома этого гриба и образованию многих «вторичных метаболитов».

Ген kmt6 кодирует главный регулятор, влияющий на сотни генетических путей. Он консервативен и встречается у самых разных организмов — от растений и грибов до плодовых мушек и человека.

Открытие новых антибиотиков становится всё более важным из-за растущей устойчивости бактерий, паразитов и грибов к существующим препаратам.

«Наши исследования открывают путь к будущему точному "эпигенетическому инжинирингу" кластеров генов, производящих биологически активные соединения, например, потенциальные микотоксины, антибиотики и промышленное сырьё», — заключили исследователи.