Неиспользованный запас желательных молекул, подобных лекарствам, скрыт в геномах бактерий Streptomyces—тех же бактерий, которые ответственны за первые бактериальные антибиотики для лечения туберкулеза еще в 1940-х годах.

Однако изолировать их оказалось непростой задачей. Теперь биологи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе используют сравнительную метабологеномику, чтобы попытаться выяснить, что может "заглушать" стрептомицеты и препятствовать тому, чтобы они производили желательные соединения, кодируемые их генами.

"Мы изучили генетические различия в геномах стрептомицетов, одновременно изучая результаты применения антибиотиков", - сказал Джошуа Блоджетт, доцент кафедры биологии в области искусств и наук, соответствующий автор исследования, опубликованного в Трудах Национальной академии наук (PNAS). "Это исследование подчеркивает сравнительную метабологеномику как мощный подход к выявлению особенностей, которые отличают сильных производителей антибиотиков от более слабых."

Команда Блоджетта, в том числе недавний аспирант Юнси Ци и научный сотрудник постдокторантуры Кешав Непал, сравнили группу штаммов, продуцирующих антибиотики, стрептомицетов и других непродуктивных или плохо продуцирующих штаммов, чтобы выявить геномные различия, которые могут повлиять на производство лекарств.

Исследователи обнаружили несколько ключевых различий между штаммами. Примечательно, что хорошие производители антибиотиков полициклического тетрамата макролактама (PTM), по-видимому, выиграли от производства гризеородина, которого исследователи не ожидали и первоначально пытались устранить.

Но горстка нуклеотидов тоже имеет значение. Метабологеномика показала, что наличие или отсутствие двух—трех нуклеотидов— по сути, букв, составляющих генетическое сообщение, - может настраивать переключатели, которые управляют производством антибиотиков PTM. Этот тип тонкого контроля ранее был обнаружен у некоторых бактерий, вызывающих болезни, но в основном упускался из виду у бактерий, производящих лекарства.

"Наша работа подчеркивает проблему молчащих кластеров генов и необходимость их понимания для открытия лекарств следующего поколения", - сказал Блоджетт. "Сравнительная метабологеномика-это общепринятая стратегия, и мы надеемся, что другие могут использовать ее для изучения своих собственных штаммов и путей введения лекарств."

ИСТОЧНИК