• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Eksploracja genomu bakterii wydobywa na światło dzienne nowy antybiotyk

    04.08.2010. 19:12
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Naukowcy w Holandii i Wlk. Brytanii odkryli nowy antybiotyk za pomocą nowego narzędzia do "przeszukiwania" genomów bakterii. Odkrycia, opublikowane w czasopiśmie Microbiology, mogą stanowić potężny impuls walce z opornością wielolekową w różnych chorobach. W badaniach por raz pierwszy wykorzystano nową technikę eksploracji genomu powszechnie występującej bakterii Streptomyces.

    Odkrycia stanowią dorobek projektu ACTINOGEN (Integracja aplikacji opartych na genomice w celu wykorzystania promieniowców jako źródła nowych antybiotyków), który został dofinansowany na kwotę około 9,4 mln EUR z tematu "Nauki o życiu, genomika i biotechnologia na rzecz zdrowia" Szóstego Programu Ramowego (6PR), aby przyspieszyć proces odkrywania leków poprzez opracowanie nowych podejść do wykorzystania pomijanych jak dotąd źródeł nowych antybiotyków.

    Bakterie Streptomyces to rodzaj Actinobacteria występujący w glebie i kompoście, który wykorzystuje się do produkcji większości antybiotyków pochodzenia naturalnego, dostępnych obecnie na rynku. W 2002 r. przeprowadzone sekwencjonowanie genomu gatunku Streptomyces coelicolor ujawniło 12 "sierocych" klastrów genów o nieznanej funkcji, które nie są jeszcze wykorzystywane w produkcji antybiotyków. Od tamtej pory geny te są przedmiotem intensywnych badań naukowych.

    W ramach nowych badań naukowcy z Uniwersytetu w Groningen, Holandia, i z Centrum im. Johna Innesa, Wlk. Brytania, poszukiwali produktów sierocego klastra genów zwanego cpk za pomocą "eksploracji genomu". Zespół usunął część klastra zwaną scbR2, aby inaktywować cały klaster cpk. Dzięki temu był również w stanie ocenić, w jaki sposób scbR2 oddziałuje na metabolizm S. coelicolor.

    Manipulując genem regulatorowym naukowcom udało się aktywować "cichy" klaster genów. Doświadczenie umożliwiło odkrycie nowego metabolitu (zabarwionego na żółto yCPK) oraz nową substancję antybiotyczną, zwaną abCPK. Nowy związek antybakteryjny wykazuje skuteczne oddziaływanie przeciw kilku szczepom bakterii, w tym Escherichia coli.

    "Strategia jest potężnym i innowacyjnym sposobem poszukiwania nowych zdolności bakterii do produkcji antybiotyków" - mówi dr Eriko Takano Uniwersytetu w Groningen. "Zważywszy, że infekcje bakteryjne wcześniej uznawane za łagodne i łatwo wyleczalne nagle stają się śmiertelne i całkowicie areaktywne na wszystkie istniejące leki, odpowiednio szybkie odkrywanie nowych antybiotyków nabiera kluczowego znaczenia."

    Nowe odkrycia mogą posłużyć otworzyć ważną drogę do odkrycia nowych antybiotyków czy innych użytecznych związków, które pozostają obecnie "ukryte" w genomach organizmów wytwarzających metabolity wtórne, takich jak grzyby strzępkowe. "Istnieje kilka tysięcy innych, nieopisanych grup genów, które zostały niedawno odkryte w sekwencjach genomów drobnoustrojów" - wyjaśnia dr Takano. "To otwiera bogatą skarbnicę potencjalnych nowych leków do zastosowań klinicznych."

    ACTINOGEN, paneuropejskie konsorcjum, łączy kompetencje naukowe z wielu dyscyplin, aby pogłębić wiedzę na temat biosyntezy antybiotyków, a przez to pomóc w zwalczaniu wielolekowo opornych patogenów.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Farmakogenomika - dział nauki z pogranicza farmakologii i genetyki zajmujący się badaniem wpływu całego genomu danej osoby (polimorfizm genów) na odpowiedź na farmakoterapię, a także na badaniu genomu w celu wykrycia nowych potencjalnych punktów uchwytu dla leków. Natamycyna (nazwa międzynarodowa: Natamycinum) – organiczny związek chemiczny należący do antybiotyków polienowych. Otrzymywany z hodowli bakterii z rodzaju Streptomyces, np. S. natalensis lub S. chattanoogensis. Streptograminy – grupa naturalnych antybiotyków oraz ich pochodnych, wytwarzanych przez bakterie z rodzaju Streptomyces. W skład każdej streptograminy wchodzą dwa całkowicie odrębne związki chemiczne, pierwsza grupa tych związków (streptograminy A) są cząsteczkami makrolaktonów zawierających wiele nienasyconych wiązań i należą do niej:

    Ketolidy – grupa nowych antybiotyków, będących półsyntetycznymi pochodnymi erytomycyny. Są aktywne wobec bakterii opornych na makrolidy. Głównym przedstawicielem ketolidów jest telitromycyna. Cefamycyny – grupa antybiotyków bakteriobójczych należących do antybiotyków beta-laktamowych, podgrupy cefemów. Mają strukturę podobną do cefalosporyn, jednak różnią się od nich obecnością grupy 7-metoksylowej oraz nie są wytwarzane przez Cephalosporium tylko przez Streptomyces.

    Cykl lityczny – cykl życiowy bakteriofaga polegający na zakażeniu bakterii, produkcji nowych cząstek fagowych, rozpadzie bakterii i uwolnieniu nowych bakteriofagów. Efekt inokulum - zjawisko obniżenia skuteczności antybiotyków ze względu na zwiększoną liczbę (inokulum) bakterii. Oporność na antybiotyki (zwłaszcza beta-laktamy) często polega na wytwarzaniu enzymu inaktywującego lek, a zwiększona jego ilość jest przyczyną powstania tego efektu.

    Innowacyjność gospodarki to zdolność i motywacja przedsiębiorców do prowadzenia badań naukowych polepszających i rozwijających produkcję, do poszukiwania nowych rozwiązań, pomysłów i koncepcji. Innowacje w gospodarce prowadzą do tworzenia nowych produktów, do ulepszania technologii, zwiększenia efektywności i tym samym do zwiększenia konkurencyjności gospodarki wobec innych krajów. Oporność na antybiotyki – cecha części szczepów bakteryjnych, która umożliwia im przeciwstawianie się wpływowi antybiotyku. W zależności od pochodzenia, dzieli się ją na pierwotną (naturalna struktura bakterii uniemożliwiająca działanie leku) lub nabytą – na skutek nabycia genów oporności od innych bakterii lub spontanicznych mutacji. Częsta oporność wśród bakterii wiąże się z nieracjonalną antybiotykoterapią oraz zbyt dużym zużyciem tych leków w przemyśle spożywczym.

    β-Laktamazy – bakteryjne enzymy rozrywające (dokładnie hydrolizujące) wiązanie β-laktamowe w cząsteczce antybiotyku β-laktamowego. Ich obecność w komórkach bakteryjnych jest źródłem oporności bakterii na ten rodzaj antybiotyków.

    Rifamycyny, ryfamycyny – grupa antybiotyków pochodzenia naturalnego, wytwarzanych przez bakterię Amycolatopsis mediterranei lub produkowanych na drodze syntezy chemicznej. Należą do szerszej grupy antybiotyków ansamycynowych.

    Ansamycyny - to grupa antybiotyków makrolidowych wytwarzanych przez Streptomyces o charakterystycznych cechach budowy: mają one układ pierścieniowy, aromatyczny, o budowie płaskiej, spięty mostkiem alifatycznym zwanym pierścieniem ansa. Pandorawirusy rodzaj wirusów DNA. W chwili odkrycia w 2013 tylko 7 % ich genów było podobne do dotychczas znanych genów z innych organizmów, stąd odkrywcy, spodziewający się zaskakujących odkryć, nazwali je od puszki Pandory . Ich DNA zawiera ok 2 mln. zasad . Są to największe wirusy o rozmiarach 1 × 0,5 mikrometrów, większe nie tyko od wielu bakterii, ale także od niektórych pasożytniczych komórek eukariotycznych . W 2013 odkryto dwa gatunki: w osadach u wybrzeży Chile P. salinus z ponad 2,5 tysiącem genów i P. dulcis z około 1,5 tys. genów odkryty w mule w stawie w Australii . Ich żywicielami są Acanthamoeby .

    Dodano: 04.08.2010. 19:12  


    Najnowsze