Исследователи обнаружили новый генетический комплекс, кодирующий четыре молекулы, которые вместе атакуют жизненно важный путь бактерий. Это открывает перспективу для создания новых антибиотиков.
Исследователи из Университета Макмастера в Канаде обнаружили «мегакластер» генов, который кодирует производство четырех молекул. Эти молекулы действуют сообща, нарушая синтез биотина (витамина B7), необходимого для роста и жизнедеятельности многих бактерий.
Открытие может помочь в разработке новых антибиотиков. Большинство существующих препаратов основаны на молекулах, выделенных из микроорганизмов, но найти новые стало сложнее. Новая стратегия, основанная на «мегакластерах», может возобновить разработку антибактериальных средств.
«Мегакластер» найден в бактериях рода Streptomyces, известных как источник для поиска антибиотиков. Несмотря на их изучение, этот генетический комплекс оставался незамеченным. Возможно, это связано с тем, что в лабораториях их часто выращивают в среде, богатой питательными веществами, где механизм защиты от дефицита биотина неактивен.
Три из четырех молекул, производимых «мегакластером», являются антибиотиками, каждый из которых нацелен на отдельный фермент в пути биосинтеза биотина. Четвертая молекула имитирует предшественник биотина, перенаправляя метаболический путь на производство бесполезного аналога. Кластер также содержит гены, кодирующие стрептавидин – белок, связывающий биотин.
Эксперименты в пробирках и на мышах подтвердили, что комбинация этих молекул эффективно уничтожает различные бактерии и обладает повышенной активностью по сравнению с отдельными компонентами. Это демонстрирует, что природа выработала эффективные комбинации антибактериальных средств, действующих по разным механизмам.
До создания нового антибиотика для клинического применения предстоит провести множество исследований, оптимизировать молекулы и пройти клинические испытания на безопасность и эффективность.
Переход от поиска отдельных генов к исследованию «мегакластеров» открывает новую перспективу в разработке антибиотиков. Этот подход, основанный на изучении естественных синергетических систем, может помочь в преодолении растущей устойчивости бактерий к существующим препаратам.
