Биологи впервые "научили" дрожжи производить пенициллин
Ученым впервые удалось заставить обычные дрожжи производить молекулы пенициллина, что открывает дорогу для удешевления лекарств и ускоренного создания их новых версий, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
"Грибы миллионы лет учились изготовлять пенициллин, вещество, способное убивать бактерий. Мы работаем с дрожжами всего несколько лет, и уже сегодня мы создали метод, заставляющий дрожжей производить пенициллин. Поэтому мы уверены, что нам удастся использовать этот прием для создания новых антибиотиков. Дрожжи превратятся в мини-фабрики лекарств будущего, способных бороться с неуязвимыми бактериями", - заявил Али Аван (Ali Awan) из Имперского колледжа Лондона (Великобритания).
Пенициллин и многие другие антибиотики, которые производят грибы и бактерии, относится к классу так называемых нерибосомных пептидов, относительно необычных белковых молекул. Их необычность заключается в том, что их собирают сверхсложные ферменты-синтетазы, а не клеточные "белковые фабрики"-рибосомы, способные собирать цепочки только из "стандартных" аминокислот по инструкциям, содержащимся в РНК.
У синтетаз нет таких ограничений, и поэтому они могут встраивать в белковые молекулы "неправильные" аминокислоты и другие элементы, обычно отсутствующие в белках. Подобные белки могут собирать лишь бактерии и некоторые грибки, а представители многоклеточной жизни, как считают сегодня биологи, лишены такой способности в принципе.
По этой причине, рассказывает Аван, "трансплантация" способности производить пенициллин и другие антибиотики такого типа в грибки и микробы, не умеющие этого делать, является нетривиальной задачей, так как для этого нужно перенести все гены, связанные с работой синтетаз и других ферментов, и к тому же понять, как их можно включить в правильной последовательности.
Авторы статьи смогли решить эту задачу, создав методику, которая позволила им выборочно отключать различные части "конвейера" по сборке молекул пенициллина и понять, какой из ферментов за них отвечает и что его включает. При ее помощи ученые создали новый штамм дрожжей, умеющий пользоваться пятью ключевыми генами, необходимыми для получения "боевого" пенициллина и его выделения в окружающую среду.
Вырастив колонию таких "лечебных" дрожжей, биологи проверили, сможет ли вырабатываемый ими белок уничтожить колонии стрептококка и других микробов, пока не выработавших устойчивость к пенициллину. Как показали эти опыты, "дрожжевой" антибиотик не уступал в силе его промышленной версии, что открывает дорогу для промышленного производства антибиотиков при помощи обычных дрожжей, и ускоренного поиска их новых версий, заключают ученые.
