• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Kemi
    Utnyttja kraften i CRISPR-Cas9 för att väcka antibiotika från deras tysta genkluster

    Liten störning, stor effekt:Antibiotika, auroramycin, väcktes genom CRISPR-Cas9-promotorn knock-in-strategin. Kredit:A*STAR Institute of Chemical and Engineering Sciences

    Bakterien Streptomyces roseosporus är källan till många vanliga antibiotika såsom daptomycin, som är verksamt mot meticillinresistenta Staphylococcus aureus (MRSA) och glykopeptidresistenta enterokocker. A*STAR-forskare har precis grävt fram ett nytt antibiotikum, auroramycin, från ett tyst biosyntetiskt genkluster upptäckt i S. roseosporus-genomet, och tror att det finns många fler som bara väntar på att bli hittade.

    "Den här bakteriestammen är mycket väl studerad. Det är intressant att, även efter att så många molekyler har upptäckts, vi har nu ett nytt antibiotikum bara för att vi har verktygen för att komma åt det, " förklarar Yee Hwee Lim från A*STAR Institute of Chemical and Engineering Sciences och Fong Tian Wong från A*STAR Molecular Engineering Lab. Lim, Wong och kollegor använde CRISPR-Cas9 för att introducera en potent gentranskriptionsaktivator – kasO*-promotorn – i bakteriegenomet för att aktivera uttryck av ett helt kryptiskt biosyntetiskt genkluster. Genklustret visade sig koda för auroramycin, ett antibiotikum med potent antibakteriell aktivitet mot grampositiva bakterier, inklusive MRSA och vankomycinresistent Enterococcus faecalis (VRE).

    "Initialt, vi visste inte vilken typ av molekyl vi fick. Det tog ett tag för oss att komma på vad vi arbetade med, " beskriver Lim och Wong. Klustret förutspåddes koda en typ I polyketidsyntas men, på grund av det höga guanin-cytosininnehållet och repetitiva sekvenser i generna, sammansättningen av genomet var faktiskt ofullständig. "Vi hade några ledtrådar - vi förväntade oss att det förmodligen hade ett socker och en polyen, men vi visste inte hur stor den var."

    Under hela sitt projekt, forskarna kunde korrigera sekvensen, samtidigt som den isolerar och karakteriserar själva föreningen. "Med tanke på att det tystades under normala omständigheter, avkastningen var faktiskt ganska hög, " anmärker Lim. "Detta är egentligen utan mycket optimering alls – vi satte bara i transkriptionsaktivatorn och odlade bakterierna, och sedan får vi all denna förening."

    Trots okaraktäristiskt höga skördar, föreningens ljus- och syrakänsliga egenskaper komplicerade nedströmsanalysen. "Först skulle vi ha föreningen i princip sönderfalla framför oss. Vi skulle arbeta med den, trodde vi hade det, men sedan när vi försökte göra en analys för att se vad vi har, vi skulle se att vi hade förlorat det. Vår reningsprocess måste optimeras grundligt."

    Auroramycin ansluter sig till en växande samling av naturliga molekyler med bioaktiva egenskaper som visat sig syntetiseras av aktinomycetordningen av bakterier. Lim och hennes kollegor håller på att förbereda ytterligare ett papper som ytterligare beskriver molekylens bioaktivitet och verkningssätt.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com