Почему бактерии, производящие антибиотики, не самоуничтожаются?

В начале 2025 года ученые обнаружили перспективный новый антибиотик в образце почвы со двора лаборанта. Молекула, названная лариоцидином, производится микробом Paenibacillus и проявляет широкую активность против патогенных бактерий, включая несколько мультирезистентных. Теперь исследователи сообщают в ACS Infectious Diseases, как Paenibacillus избегает вреда от собственного антибиотика — информация, критически важная для разработки лариоцидина или подобных соединений в новые кандидаты в лекарства.

Как действует лариоцидин и как бактерия ему сопротивляется

Поскольку бактерии эволюционируют, развивая устойчивость к препаратам, новые антибиотики нужны срочно. В своем первоначальном открытии Гэрри Райт и коллеги выявили, что медленнорастущий штамм Paenibacillus производит лариоцидин, который инактивирует конкурирующие за ресурсы в почве бактерии. Расширяя эту работу, исследователи изучили, как микроб сопротивляется собственному мощному антибиотику.

Лариоцидин инактивирует бактерии, связываясь с рибосомальной РНК и нарушая синтез белка. В текущем исследовании ученые идентифицировали один фермент (сокращенно lrcE), производимый штаммом Paenibacillus, который модифицирует лариоцидин. Их эксперименты показали, что lrcE добавляет функциональную группу к молекуле антибиотика, что предотвращает его связывание с рибосомальной РНК бактерии, тем самым защищая Paenibacillus. Кроме того, фермент был специфичен к лариоцидину и не влиял на другие антибиотические соединения, такие как аминогликозиды и стрептотрицины.

Генетический анализ и будущие перспективы

Затем, проанализировав геном бактерии, исследователи охарактеризовали ген, кодирующий фермент устойчивости к лариоцидину. Небольшой поиск похожих генов у бактерий окружающей среды и патогенов человека выявил их наличие в геномах Bacillus и некоторых протеобактерий окружающей среды, но не в геномах патогенов человека.

Исследователи отмечают, что перенос генов от бактерий окружающей среды к патогенам человека происходит медленно и редко, но если лариоцидин или родственные соединения станут фармацевтическими препаратами, потенциальный перенос генов следует отслеживать. Эти данные позволяют команде предположить, что лариоцидин перспективен в качестве мощного антибиотика следующего поколения для лечения людей с минимальным риском развития устойчивости, что делает его многообещающим кандидатом для доклинической разработки.