Новый тРНК ускоряет синтез антибиотиков стрептомицетов
Исследовательская группа под руководством профессора Лю Гуансю из Северо-Западного института экологии и природных ресурсов Китайской академии наук (CAS) выделила быстрорастущий пустынный стрептомицет из экстремальной среды пустыни Бадын-Джаран и обнаружила в его геноме новый ген тРНК-Aсп-AUC.
Результаты опубликованы в Nucleic Acids Research.
Стрептомицеты — основная группа микроорганизмов, используемых для синтеза природных соединений и лекарств. Их геном содержит большое количество кластеров генов вторичного метаболизма.
Хотя из различных видов стрептомицетов уже выделены многие ценные вторичные метаболиты (например, стрептомицин, натамицин и хлорамфеникол), применяемые в клиническом лечении, животноводстве и защите растений, эти соединения составляют менее 5% от обнаруженных кластеров генов вторичного метаболизма.
Кроме того, многие существующие процессы ферментации имеют недостатки: низкий выход антибиотиков и длительный цикл. Поэтому ключевой задачей в изучении микробных антибиотиков является эффективная активация этих кластеров генов или повышение выхода существующих антибиотиков.
В этом исследовании учёные описали функцию новой тРНК-Aсп-AUC, обнаруженной в геноме штамма SPC6. Они показали, как её гетерологичная экспрессия в модельном стрептомицете S. coelicolor и в ряде видов Streptomyces, используемых фармацевтической промышленностью, увеличивает продукцию антибиотиков.
Этот новый ген тРНК-Aсп-AUC может:
- Эффективно распознавать редкий кодон GAT аспарагиновой кислоты в стрептомицетах, способствуя экспрессии кластеров генов вторичного метаболизма.
- Регулировать синтез соединений, связанных с витамином B12, который является ключевым фактором в синтезе антибиотиков.
В результате ускоряется синтез вторичных метаболитов и повышается их выход.
Исследование предлагает эффективную стратегию для увеличения скорости синтеза антибиотиков в промышленных штаммах стрептомицетов и открывает путь для разработки новых вторичных метаболитов.