研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種方法，以刺激隱藏在放線菌基因組中的新抗生素或抗寄生蟲化合物的產(chǎn)生，放線菌基因組是放線菌素和鏈霉素等藥物的來源，并且已知具有其他未開發(fā)的化學(xué)物質(zhì)?？茖W(xué)家在“eLife”雜志上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。
伊利諾伊大學(xué)厄本那-香檳分校生物化學(xué)教授薩蒂什•奈爾(Satish Nair)表示，研究人員希望克服數(shù)十年來的難題，這些難題一直困擾著那些希望研究和利用細(xì)菌可以產(chǎn)生的無數(shù)抗生素，抗真菌和抗寄生蟲化合物的人。這項(xiàng)研究。
他說：“在實(shí)驗(yàn)室條件下，細(xì)菌不會(huì)產(chǎn)生它們具有制造能力的分子數(shù)量。”“那是因?yàn)樵S多細(xì)菌都是由小分子激素調(diào)節(jié)的，除非細(xì)菌受到威脅，否則它們不會(huì)產(chǎn)生。”
Nair和他的同事想確定這種激素如何影響放線菌中抗生素的產(chǎn)生。通過將細(xì)菌暴露于正確的激素或激素組合中，研究人員希望刺激微生物產(chǎn)生可用于醫(yī)學(xué)的新化合物。
研究小組專注于avenolide，這種激素在化學(xué)上比早期細(xì)菌激素研究中使用的激素更穩(wěn)定。阿維諾利德調(diào)節(jié)土壤微生物中一種稱為阿維菌素的抗寄生蟲化合物的產(chǎn)生。該化合物的化學(xué)修飾形式伊維菌素被用于治療河盲癥，這是一種由蠅類傳播的疾病，在開發(fā)該藥物之前，這種蠅類使數(shù)百萬人致盲，其中大多數(shù)人在撒哈拉以南非洲。
對于這項(xiàng)新研究，化學(xué)研究生Iti Kapoor在實(shí)驗(yàn)室中開發(fā)了比以前更簡化的合成阿維內(nèi)酯的方法。這使研究小組能夠研究激素與細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)外的受體之間的相互作用。
奈爾說：“使用一種稱為X射線晶體學(xué)的方法，Iti和生物化學(xué)專業(yè)的研究生Philip Olivares能夠確定激素如何與其受體結(jié)合以及在沒有激素的情況下該受體如何與DNA結(jié)合。”“通常，這些受體位于基因組上，它們基本上起著制動(dòng)作用。”
研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)激素與之結(jié)合時(shí)，受體就會(huì)失去與DNA結(jié)合的能力。這可以關(guān)閉剎車，使生物體能夠排出防御性化合物，例如抗生素。
知道受體的哪些區(qū)域參與激素和DNA的結(jié)合后，研究團(tuán)隊(duì)就可以掃描數(shù)十種放線菌的基因組，以找到具有正確特性的序列來結(jié)合其受體或相似受體。這個(gè)被稱為基因組挖掘的過程，使研究小組能夠鑒定出90種放線菌，這些放線菌似乎受到阿韋洛利或同級其他激素的調(diào)節(jié)。
奈爾說：“我們的長期項(xiàng)目是吸收這90種細(xì)菌，使其在實(shí)驗(yàn)室中生長，向它們添加化學(xué)合成的激素，并觀察正在產(chǎn)生什么新分子。”“我們方法的優(yōu)點(diǎn)在于，我們現(xiàn)在可以使細(xì)菌產(chǎn)生通常在實(shí)驗(yàn)室中無法制造的大量分子。”
他說，其中一些新化合物可能與醫(yī)學(xué)有關(guān)。
標(biāo)簽： 驅(qū)動(dòng)細(xì)菌
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