Биологи создали новые антибиотики с помощью редактирования генов

Структурная формула пептидного антибиотика эндурацидина.
Структурная формула пептидного антибиотика эндурацидина.
Micklefield et al.
Новый удар по лекарственной устойчивости.

Биологи открыли новый способ создавать сложные антибиотики. Для этого они отредактировали гены кишечной палочки, ответственные за синтез нерибосомальных пептидов. Потенциально это может спасти от лекарственной устойчивости.

Исследование опубликовано в Nature Communications, коротко о нем сообщает Phys.org.

У бактерий есть особые ферменты — нерибосомальные пептидные синтетазы, которые собирают аминокислоты в короткие цепочки, пептиды. Последние часто обладают сильной антимикробной активностью. Многие из наиболее важных антибиотиков сейчас получают из этих ферментов (например, пенициллин, ванкомицин и даптомицин).

К сожалению, появляются смертельно опасные патогены, устойчивые ко всем существующим антибиотикам. По оценкам правительства Великобритании, устойчивые патогены ежегодно вызывают 700 000 смертей во всем мире.

Новые улучшенные антибиотики, в том числе на основе нерибосомальных пептидных синтетаз, могли бы обойти механизмы резистентности патогенов. Однако создавать и модифицировать сложные ферменты обычными химическими способами трудно и дорого.

Чтобы решить эту проблему, группа ученых Манчестерского института биотехнологий под руководством профессора химической биологии Джейсона Миклфилда из Манчестерского института биотехнологий отредактировала гены кишечной палочки с помощью CRISPR/Cas9. В генах синтетаз исследователи меняли местами домены, распознающие разные аминокислоты. Так они создали «сборочные линии» для новых пептидов.

Ученые считают, что их метод поможет создавать улучшенные антибиотики, к которым у патогенов еще нет лекарственной устойчивости.

«Наш подход редактирования генов — это очень эффективный и быстрый способ сконструировать сложный фермент, который сможет производить новые антибиотики с улучшенными свойствами, — сказал Макфилд. — Теперь мы можем вносить целевые изменения и включать в пептидные структуры альтернативные аминокислоты».