«Dette er en spennende utvikling i arbeidet med å gjenoppbygge vårt antibiotika-arsenal,» skrev Steven Rutherford, en mikrobiologisk vitenskapsekspert ved Genentech, i en medfølgende kommentar i tidsskriftet Nature. «Mere generelt gir denne studien et veikart som viser hvordan genomutvinning kan brukes til å identifisere nye antibakterielle naturlige produkter og strategier for å bruke dem.»
Veien som produktene fra den gigantiske klyngen angriper, er veien som lager biotin, også kjent som vitamin B7. Dette næringsstoffet er nødvendig for vekst og virulens av mange menneskelige patogener, og mer spesifikt er det en nødvendig kofaktor for at viktige metabolske enzymer skal fungere ordentlig. Selv om noen bakterier kan fjerne biotin fra miljøet, er det vanligvis mangelfullt og bakterier inneholder en evolusjonært bevart vei for å lage biotin på egen hånd.
Interessant nok oppdaget Brown og kollegene hans en stor klynge rettet mot biotin. streptokokker i halsen Det er en veldig godt studert art. streptokokker i halsen Bakterier som lever i jord er kjent som en gullgruve for oppdagelsen av antibiotiske molekyler. Mange naturprodukter har allerede blitt utvunnet herfra, inkludert antibiotikumet streptomycin, en essensiell medisin oppdaget på 1940-tallet. Likevel har makroklynger blitt oversett til nå, kanskje delvis fordi bakterier i laboratoriet ofte vokser på næringsrike medier.
fersk strategi
I tillegg, når forskere ser etter nye antibiotika i bakterielle genomer, søker de etter biosyntetiske genklynger (BGCs) som kan være ansvarlige for å produsere enkeltmolekyler. Men Browns team identifiserte en klynge bestående av fire klynger (megakluster) som produserte ikke én, men fire molekyler som fungerte på forskjellige måter for å bytte biotinveien. Nøye studie avslørte at tre av klyngene hver produserer antibiotikamolekyler (stravidin, acidomycin og dafamycin) som forstyrrer forskjellige enzymer i biotinbiosynteseveien. Den gjenværende fjerde klyngen produserer 2-metyl-7-keto-8-aminopelargonsyre (α-Me-KAPA), som ser ut til å være et dummy-molekyl som tar plassen til biotin-forløperen, og kaprer i hovedsak banen og produserer en ubrukelig biotin-analog.