Британские ученые из Университета Воррика (University of Warwick) и биологического исследовательского центра Джона Инна (John Innes Centre) открыли сигнальную молекулу, которая является ключом к природным механизмам создания антибиотиков

Свойство бактерий проявлять резистентность к антибиотикам заставляет ученых создавать всевозможные новые антибактериальные препараты. Стрептомицеты, так называемые грибобактерии, уже давно используемые в промышленности для биотехнологической наработки ряда антибиотиков, таких как стрептомицин по сей день привлекают внимание ученых, изучающих генетические особенности этих организмов для создания новых лекарств. Многие годы ученые полагали, что относительно нестабильная молекула бутиролактона является единственной сигнальной молекулой, стимулирующей процессы наработки антибиотиков в стрептомицетах, однако группы ученых из Воррика и центра Джона Инна выявили группу гораздо более стабильных соединений, которые могут обеспечить создание как минимум одного нового антибиотика в каждом из 1000 известных штаммов стрептомицетов.

Процесс природного возникновения веществ, обладающих антибактериальными свойствами, в колониях стрептомицетов основан на защитной функции этих организмов в неблагоприятных условиях (стрессе) или в присутствии других бактерий. Колония бактерий в таких условиях вырабатывает сигнальное вещество, которое запускает защитные процессы, приводящие к созданию природного оружия таких клеток – антибиотиков.

Количество сигнальных молекул, возникающих в момент угрозы жизни колонии стрептомицетов, весьма мало. Ученым удается выделить для дальнейшего исследования лишь микрограммы вещества, в то время как для полного анализа требуются миллиграммы. Исследователи применили 700МГц ЯМР для подробного изучения структуры микрограммовых количеств пяти предполагаемых сигнальных молекул, которые удалось выделить. Все эти вещества оказались 2-алкил-4-гидроксиметилфуран-3-карбоновыми кислотами (AHFCAs).

Кристоф Корр (Christophe Corre) и профессор Грэг Чаллис (Greg Challis) – руководители научных групп, проводивших данное исследование, соотнесли структурные особенности найденных молекул с недавно расшифрованным генетическим кодом стрептомицетов с целью поиска механизма природного образования известных и новых антибиотиков. То, что эти вещества являются именно сигнальными молекулами и могут запускать процесс образования антибиотиков, ученые убедились, добавив AHFCAs к одному из штаммов стрептомицетов и получив известный антибиотик метиленомицин.

Ученые уверены, что помимо известных антибиотиков новый сигнальный путь, контролируемый веществами класса AHFCAs, обеспечит возможность открыть еще много новых антибактериальных соединений природного происхождения. AHFCAs можно синтезировать в лаборатории и использовать их для системного поиска новых лекарств. В настоящий момент исследователи намерены получить финансирование для ведения нового направления поиска лекарств с использованием многочисленных штаммов стрептомицетов и целого класса сигнальных молекул AHFCAs. Такой подход означает проработку сотен сигнальных путей в стрептомицетах и создание множества новых антибиотиков.

Автор работы, опубликованной по результатам исследования, Кристоф Корр, комментирует: «Мы полагаем, что подход с использованием новых сигнальных молекул в стрептомицетах может на 50% увеличить производство антибиотиков, а с учетом тысяч доступных нам штаммов стрептомицетов это означает, что мы можем открыть сотни новых антибиотиков, таким образом непрерывно пополняя постоянно убывающий арсенал эффективных антибактериальных лекарственных средств».

Мария Костюкова