Роботы помогли создать новый класс антибиотиков
Исследователи из Манчестерского университета с помощью робототехники модифицировали обычную кишечную бактерию для производства нового класса антибиотиков. Эти антибиотики, известные как поликетиды класса II, также естественным образом производятся почвенными бактериями и обладают противомикробными свойствами, которые жизненно важны для современной фармацевтической промышленности в борьбе с инфекционными заболеваниями и раком.
Естественные продуценты, такие как Escherichia coli, трудно использовать, так как они растут плотными скоплениями, несовместимыми с автоматизированными роботизированными системами, применяемыми в современных биотехнологических исследованиях. Перенеся механизм производства из почвенных бактерий в E. coli, команда из Манчестера сделала этот класс антибиотиков доступным для гораздо более быстрого изучения.
Этот прорыв может стать решающим в борьбе с устойчивостью к антимикробным препаратам, поскольку недавно разработанные автоматизированные роботизированные системы теперь можно использовать для быстрого и эффективного создания новых антибиотиков.
В работе, опубликованной в журнале PLOS Biology, группа под руководством профессора Такано из Манчестерского университета продемонстрировала потенциал этого подхода. Комбинируя бактериальный механизм производства с ферментами растений и грибов, удалось получить новые химические соединения, ранее не встречавшиеся в природе. Используя эту модульную платформу, теперь можно исследовать и конструировать поликетиды с помощью роботизированных систем для разработки новых и разнообразных поликетидов автоматизированным, быстрым и гибким способом.
Профессор синтетической биологии Эрико Такано заявила: «Природа — это огромная сокровищница мощных химических соединений для лечения широкого спектра заболеваний. Однако самые интересные вещества часто производятся организмами, с которыми трудно работать в лаборатории.
Это было основным препятствием в нашей работе с поликетидами типа II — важной группой химических соединений, которые в основном производятся почвенными бактериями и другими микроорганизмами, сложными для культивирования. Успешно перенеся механизм производства этих соединений в бактерию-«рабочую лошадку» лабораторий E. coli, мы наконец можем производить и модифицировать поликетиды типа II в наших быстрых роботизированных системах.
Это не только позволяет нам испытывать новые поликетиды автоматизированно, но и быстро переписывать последовательности ДНК путей биосинтеза антибиотиков и комбинировать их с новыми компонентами из других организмов, таких как лекарственные растения и грибы, чтобы создавать вариации на тему антибиотиков — включая соединения, которые не производятся естественными путями, но могут обладать усиленной или новой активностью в лечении важных заболеваний».
Человеку может потребоваться целый год, чтобы создать и протестировать десять новых потенциальных антибиотиков, тогда как эта автоматизированная роботизированная система способна произвести тысячи за то же время. Это значительно сократит сроки вывода новых антибиотиков к пациентам и обеспечит необходимую гибкость для реагирования на новые штаммы патогенов и вспышки заболеваний.