Учёные модифицировали пекарские дрожжи для производства молекул пенициллина

Синтетические биологи из Имперского колледжа Лондона перепрограммировали клетки дрожжей для производства антибиотика пенициллина, относящегося к нерибосомным пептидам. В лабораторных экспериментах они показали, что эти дрожжи обладают антибактериальными свойствами против бактерий Streptococcus.

Авторы исследования, опубликованного в журнале Nature Communications, утверждают, что их метод демонстрирует эффективность использования такого подхода в синтетической биологии для поиска новых антибиотиков. Это открывает возможности применения перепрограммированных дрожжевых клеток для разработки новых форм антибиотиков и противовоспалительных препаратов из семейства нерибосомных пептидов.

Нерибосомные пептиды обычно производятся бактериями и грибами и составляют основу большинства современных антибиотиков. Однако генетическая модификация экзотических грибов и бактерий, которые могут обладать антибактериальными свойствами, сложна из-за отсутствия подходящих инструментов и трудностей с выращиванием в лаборатории.

Пекарские дрожжи, напротив, легко генетически модифицировать. Учёные могут вставлять в них ДНК из бактерий и грибов, что делает дрожжи жизнеспособным хостом для исследований по производству антибиотиков. Развитие методов синтетической биологии для дрожжей позволит создавать и тестировать множество новых комбинаций генов, способных производить целый спектр новых антибиотиков.

Авторы подчёркивают, что исследование находится на ранней стадии. Пока им удалось произвести нерибосомный пептидный антибиотик пенициллин лишь в небольших количествах. Требуются дальнейшие исследования, чтобы адаптировать метод для поиска других соединений и выйти на коммерчески жизнеспособные объёмы производства.

В экспериментах команда использовала гены из нитчатого гриба, от которого пенициллин происходит естественным путём. Эти гены заставили дрожжевые клетки производить пенициллин в процессе двухэтапной биохимической реакции.

Во время экспериментов команда обнаружила, что им не нужно извлекать молекулы пенициллина изнутри дрожжевой клетки. Клетка сама выделяла молекулы непосредственно в раствор. Это означало, что команде достаточно было добавить этот раствор в чашку Петри с бактериями Streptococcus, чтобы наблюдать его эффективность. В будущем такой подход может значительно упростить процесс тестирования и производства молекул.

Команда в настоящее время ищет новые источники финансирования и промышленных партнёров, чтобы вывести свои исследования на следующий уровень.