“沉默”细菌的基因可能持有新抗生素的关键

无声可能黄金在寻找抗生素减缓持续的危机的阻力在疾病的治疗。

赖斯大学的实验室设计了新颖的打开和关闭开关来控制应变的细菌基因“沉默”。他们的策略可以促进永久的寻找新的抗生素。

研究人员定制CRISPR工具来控制基因的表达链霉菌属细菌,在自然界中,只有必要时表示。直到现在,这些基因已经挑战了合成生物学家访问。

”实验室开始这些生物体的基因组序列,是生产一个或几个已知的抗生素,我们意识到通路负责生产的抗生素和其他感兴趣的分子比此前认为的更加丰富,”说詹姆斯Chappell生物科学助理教授的实验室研究细菌和改造它们的方法。

“现在每个链霉菌属应变预测能够产生高达40感兴趣的不同的分子,包括抗生素,平均而言,”他说。

由Chappell和研究生的工作安德里亚Ameruoso允许实验室快速开发图书馆可能抗生素在病原体上进行测试。值得注意的是,他们说,虽然CRISPR-Cas9被用来创建一个平台来激活基因在大肠杆菌等微生物,这是第一次被应用于链霉菌属。

他们的研究发表在核酸的研究。

“细菌如链霉菌属只有进化到产生抗生素当他们需要时,在土壤等自然环境,”Chappell解释道。“当我们种植它们在实验室里,它是一个人工自然环境和不同的他们如何成长,所以套基因沉默。

“他们一种遗传的暗物质,”他说。“我们不能孤立的化学品表示执行功能屏幕。”

实验室的新策略消除了耗时的任务暴露他们的概念验证细菌,美国venezuelae,常见的抗生素的来源氯霉素基因表达的潜在诱因。“安德里亚的技术将合成监管机构添加到细胞人为刺激或抑制这些通路的表达,“Chappell说。

“现在我们只需要一个蛋白质和一个小块核糖核酸我们可以去哪里我们想直接抑制或激活一个给定的目标,”Ameruoso补充道。

CRISPR技术的出现,适应细菌免疫系统机制来定位特定基因链DNA以前,简化访问隐藏的基因簇,他说。

“链霉菌属是一个属的细菌包括多达500种,和每个物种可以有20到40的集群基因能够产生抗生素或其他感兴趣的分子,“Ameruoso说。“一旦我们找出一种方法来扩大我们的技术,它可以令人难以置信的强大。”

Chappell说这是一个简单的问题来设计CRISPR绑定到不同的DNA序列。“我们利用基因表达控制,”他说。“如果我们想在一堆不同物种在不同的途径,这在理论上是可能的。所以本文对一种新型的方法奠定了基础。”

Ameruoso说他正在致力于荧光技术观察实时集群的激活。“面临的主要挑战是观察的深处集群的激活依赖于分子的净化我们生成的提取,”他说。“这是一个低吞吐量的过程,需要大量的工作。我们想开发一个记者观察时,荧光信号通路被激活。”

研究人员指出这一过程可以用来制造抗真菌和抗癌剂或分子的农业。“我们关注抗生素,因为历史上在某种程度上,我们已经观察到,他们杀死微生物,“Chappell说。”,但这并不一定是他们进化而来的,因为他们也经常用作细胞间通信信号。所以有许多潜在的用途。”

他说,研究表明一个重要的新方法沉默通路的激活。“工作的愿景为下一代去大,”他说。“我们显示它在一个沉默的途径。现在让我们做的40个通道这一物种,然后我们在成千上万的微生物。

“CRISPR-Cas9的力量在于,它是可伸缩的,“Chappell说。

参考:Ameruoso Villegas Kcam MC,科恩KP, Chappell j .激活天然产物合成使用CRISPR干扰在链霉菌属和激活系统。核酸Res。2022:gkac556。doi:10.1093 / nar / gkac556

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