Ледяные керны как источник антимикробных препаратов: от биопоиска до биодизайна
В ноябре 2023 года журнал BioDesign Research опубликовал перспективную статью, в которой описан революционный подход к открытию антибиотиков с использованием ледяных кернов. Эта инновационная работа появляется в критический момент, когда золотой век открытия антибиотиков закончился, а угроза устойчивости к противомикробным препаратам (AMR) нарастает — прогнозируется до 10 миллионов смертей в год к 2050 году.
Исследование подчеркивает огромный неиспользованный потенциал ледяных кернов. Эти керны представляют собой биологические капсулы времени, сохраняющие микроорганизмы и их генетический материал, потенциально на протяжении тысячелетий. Эти микроорганизмы выработали уникальные противомикробные соединения, которые могут стать ключом в борьбе с AMR.
Подход биодизайна включает биопоиск в ледяных кернах для обнаружения древних форм микробной жизни. Для максимизации открытия и оптимизации новых антибиотических соединений используются два взаимодополняющих подхода:
Конвейер метагеномного анализа ледяных кернов (ICEMAN)
Методы синтетической биологии
Конвейер ICEMAN включает:
- Последовательностно-ориентированный протокол Antibiotic Discovery and Analysis of Metagenomes (ADAM)
- Лабораторный культуральный подход Environmental Examination (EVE)
Это обеспечивает комплексный поиск потенциальных антибиотиков. Затем с помощью синтетической биологии эти соединения оптимизируются для эффективности против AMR. Используются инновационные методы, такие как фаговый дисплей и якорные белки внешней мембраны, а также передовые технологии гетерологичной экспрессии генов и метаболической инженерии.
Однако исследование также подчеркивает важность биобезопасности и биозащиты. Учитывая возраст этих микроорганизмов, рекомендуются строгие протоколы для предотвращения загрязнения окружающей среды и обеспечения общественной безопасности.
В заключение, эта статья открывает новые пути в глобальной борьбе с AMR, предлагая надежду, что ледяные керны могут содержать ключ к следующему поколению антибиотиков. Она представляет не только новый источник противомикробных соединений, но и демонстрирует синергию между традиционным биопоиском и современной синтетической биологией.