Хищные бактерии — поиск нового класса антибиотиков
В 2016 году Всемирная организация здравоохранения назвала устойчивость к антибиотикам «одной из самых серьезных угроз для глобального здоровья, продовольственной безопасности и развития». Среди растущего списка инфекций, таких как туберкулез и гонорея, лечение которых с каждым годом становится сложнее из-за роста резистентности. Одним из потенциальных решений являются уникальные хищные бактерии, питающиеся другими бактериями, включая патогены. Их называют «живыми антибиотиками».
Исследователи из Окинавского института науки и технологий (OIST) сделали первые шаги к генетическому манипулированию одной из таких бактерий — B. bacteriovorus. В статье, опубликованной в ACS Synthetic Biology, они идентифицировали инструменты, позволяющие влиять на гены, контролирующие хищническое поведение.
«В будущем мы хотим контролировать хищничество бактерий — его время и степень», — объясняет доктор Мохаммед Двидар, первый автор статьи. B. bacteriovorus безвредна для человека, но смертельна для грамотрицательных бактерий, таких как E. coli, Salmonella, Legionella и других. Контроль над ней потенциально может лечить многие типы инфекций.
Из-за необычной хищнической природы генетические манипуляции с B. bacteriovorus были ограничены. Исследователи OIST использовали рибопереключатели — инструменты контроля экспрессии генов, хорошо работающие в других бактериях. Они вставили рибопереключатель в ген fliA (флагеллярный сигма-фактор), важный для хищнического поведения, и активировали его химическим веществом теофиллином.
Модифицированные бактерии поместили в чашки Петри с добычей — E. coli. В присутствии теофиллина модифицированные B. bacteriovorus размножались быстрее, чем в его отсутствие. Это указывает на ускоренное потребление добычи и показывает, что жизненный цикл хищника можно контролировать с помощью теофиллина.
Помимо цели создания «живого антибиотика», легко манипулируемые клетки B. bacteriovorus имеют и другие потенциальные применения:
- Сельское хозяйство: безопасная альтернатива химическим агентам против некоторых болезней растений.
- Промышленность: использование на водоочистных сооружениях.
- Пищевая безопасность: опрыскивание свежих продуктов для защиты от пищевых отравлений.
Следующий шаг — дальнейшее изучение B. bacteriovorus и инструментов для контроля её поведения, чтобы в полной мере реализовать её антибиотический потенциал.