Учёные создали новые антибиотики с помощью редактирования генов
Исследователи из Манчестерского университета открыли новый способ манипулирования ключевыми ферментами-конвейерами в бактериях, что может проложить путь к созданию нового поколения антибиотиков.
Новое исследование, опубликованное в Nature Communications, описывает, как редактирование генов CRISPR-Cas9 можно использовать для создания новых ферментов нерибосомальной пептидной синтетазы (NRPS), которые производят клинически важные антибиотики. Ферменты NRPS являются продуцентами природных антибиотиков, таких как пенициллин. Однако до сих пор манипулирование этими сложными ферментами для получения новых и более эффективных антибиотиков было серьёзной проблемой.
По оценкам, инфекции, вызванные устойчивостью к противомикробным препаратам (AMR), ежегодно становятся причиной 700 000 смертей во всём мире, и прогнозируется, что к 2050 году эта цифра вырастет до 10 миллионов, а глобальная экономика потеряет $100 триллионов.
Процесс редактирования генов можно использовать для производства улучшенных антибиотиков и, возможно, для разработки новых методов лечения в борьбе с устойчивыми к лекарствам патогенами.
Как это работает:
- Микроорганизмы в окружающей среде (например, почвенные бактерии) имеют ферменты NRPS.
- Эти ферменты собирают строительные блоки — аминокислоты — в пептидные продукты, часто обладающие мощной антибиотической активностью.
- Многие важнейшие антибиотики (пенициллин, ванкомицин, даптомицин) производятся ферментами NRPS.
- Учёные используют редактирование генов для модификации ферментов NRPS, заменяя домены, которые распознают разные аминокислотные строительные блоки.
- Это создаёт новые "сборочные линии", способные производить новые пептидные структуры.
Профессор Джейсон Миклфилд: "Мы теперь можем использовать редактирование генов для внесения целевых изменений в сложные ферменты NRPS, позволяя включать альтернативные аминокислотные предшественники в пептидные структуры. Мы надеемся, что наш новый подход может привести к новым способам создания улучшенных антибиотиков, которые срочно необходимы для борьбы с появляющимися лекарственно-устойчивыми патогенами."