Ученые нашли способ превратить бактерии в фабрики по производству лекарств

Как известно, некоторые бактерии способны выделять очень полезные с точки зрения фармацевтики вещества, например, антибиотики, противогрибковые и противопаразитарные соединения. Однако ученым обычно не удается задействовать весь их потенциал в лабораторных условиях, поскольку способность бактерий продуцировать полезные молекулы часто регулируются низкомолекулярными гормонами, которые не образуются, если бактерии не находятся под угрозой.

Команда ученых из Университета Иллинойса (США) решили изучить, как такие гормоны влияют на выработку потенциально полезных соединений в актинобактериях и подстегнуть их начать производство, подвергая воздействию гормона или комбинации гормонов.^[1]

Команда сосредоточилась на авенолиде, гормоне, который регулирует выработку противопаразитарного соединения, известного как авермектин, в почвенном микробе. Химически модифицированная версия этого соединения, ивермектин, используется для лечения речной слепоты, болезни, передаваемой мухами, которая поражает миллионы людей, в основном в странах Африки к югу от Сахары.

Ученые изучали взаимодействие гормона с его рецептором как внутри, так и снаружи бактериальных клеток. Используя метод, называемый рентгеновской кристаллографией, они установили, что рецептор действует как тормоз. Когда гормон связывается с ним, он теряет способность цепляться за ДНК. Это отключает тормоз, позволяя бактерии вырабатывать защитные соединения, такие как антибиотики.

Знание того, какие области рецептора участвуют в связывании с гормоном и с ДНК, позволило команде идентифицировать 90 актинобактерий, которые, по-видимому, регулируются авенолидом или другими гормонами того же класса.

Теперь, ученые смогут выращивать эти 90 бактерий в лаборатории, добавлять к ним химически синтезированные гормоны и смотреть, какие новые молекулы они начнут вырабатывать. Они надеются, что некоторые из этих новых соединений будут иметь важное медицинское значение.

Использованы фото Shutterstock/FOTODOM UKRAINE

Iti Kapoor, Philip Olivares, Satish K Nair. Biochemical basis for the regulation of biosynthesis of antiparasitics by bacterial hormones. eLife, 2020; 9 DOI: 10.7554/eLife.57824