Геном исходной плесени Александра Флеминга, производящей пенициллин, секвенирован

Исследователи впервые секвенировали геном плесени Александра Флеминга, продуцирующей пенициллин, и сравнили его с более поздними версиями.

Теперь ученые из Имперского колледжа Лондона, CABI и Оксфордского университета секвенировали геном исходного штамма Penicillium Флеминга, используя образцы, которые были заморожены живыми более пятидесяти лет назад.

Команда также использовала новый геном для сравнения плесени Флеминга с двумя штаммами Penicillium из США, которые используются для промышленного производства антибиотика. Результаты, опубликованные в Scientific Reports, показывают, что британский и американский штаммы используют немного разные методы производства пенициллина, что потенциально указывает на новые пути для промышленного производства.

Хотя плесень Флеминга известна как первоисточник пенициллина, промышленное производство быстро перешло на использование грибка с заплесневелых дынь в США. Из этих природных образцов штаммы Penicillium были искусственно отобраны для получения более высоких объемов пенициллина.

Команда заново вырастила исходную плесень Флеминга из замороженного образца, хранящегося в коллекции культур CABI, и выделила ДНК для секвенирования. Полученный геном сравнили с ранее опубликованными геномами двух промышленных штаммов Penicillium, использовавшихся позже в США.

Исследователи уделили особое внимание двум типам генов:

• Генам, кодирующим ферменты, которые грибок использует для производства пенициллина.
• Генам, которые регулируют эти ферменты, например, контролируя количество производимых ферментов.

Результаты сравнения:

• Регуляторные гены: И у британского, и у американских штаммов генетический код регуляторных генов был одинаковым, но у американских штаммов было больше копий этих генов, что помогало им производить больше пенициллина.
• Гены ферментов: Гены, кодирующие ферменты для производства пенициллина, различались между штаммами, выделенными в Великобритании и США. Это показывает, что дикие штаммы Penicillium в этих регионах естественным образом эволюционировали, чтобы производить слегка разные версии этих ферментов.

Плесени, такие как Penicillium, производят антибиотики для борьбы с микробами, находясь в постоянной "гонке вооружений". Британский и американский штаммы, вероятно, эволюционировали по-разному, чтобы адаптироваться к своим местным микробам.

Хотя исследователи пока не знают последствий различий в последовательностях ферментов для конечного антибиотика, это открывает интригующую перспективу поиска новых способов модификации производства пенициллина.