Formicamyciner är en uppsättning antibiotika som produceras av bakterierna Streptomyces formicae som har visat användbar aktivitet mot antibiotikaresistenta stammar av patogena bakterier Staphyloccus aureus .
Maskinerna som är ansvariga för att tillverka formicamyciner kan ibland misständas, vilket leder till produktion av mindre shuntmetaboliter som kallas formikapyridinerna vid mycket låga nivåer. Tester visade att isolerade formicapyridiner inte uppvisar svampdödande eller antibakteriell aktivitet. Så varför produceras de?
Teamet som upptäckte formicapyridinerna, ledd av professorn Barrie Wilkinson (vid John Innes Centre) och Matt Hutchings (vid University of East Anglia), var fascinerade av närvaron av dessa ovanliga molekyler som saknade anti-infektionsaktivitet och detta ledde till en fråga:
"Tänk om, under vissa miljöförhållanden, produktion av dessa molekyler gav en selektionsfördel till Streptomyces formicae :kan organismen anpassa sig (utvecklas) snabbt, kanske till och med genom en enda mutation, att producera mycket högre nivåer av formicapyridinerna?"
För att testa denna möjlighet, och baserat på deras förutsägelse för hur formikapyridinerna tillverkas, teamet försökte efterlikna de föreställda anpassningsmutationerna genom att introducera riktade gendeletioner till det biosyntetiska genklustret av formicamycin.
De förutspådde att en av dessa mutationer skulle öka nivåerna av formicapyridiner och, på samma gång, avskaffa produktionen av formicamycinantibiotika.
Faktiskt, även om en mutant ökade formikapyridinproduktionen 25 gånger, det avskaffade inte formicamycinproduktionen. Snarare, nivån av formicamyciner minskade med cirka två tredjedelar.
Detta väckte nästa spännande fråga:vilken roll spelar proteinet som kodas av den borttagna genen?
Barrie Wilkinson förklarar:"Vi antar att, snarare än att fungera som ett biosyntetiskt enzym som vi hade förmodat, detta specifika protein fungerar som en chaperone, eller trohetsfaktor, som säkerställer att biosyntesprocessen fortsätter att vara effektiv och inte ger biprodukter."
Forskningen har öppnat vägen för andra att testa om samma hypotes gäller för relaterade proteiner i andra organismer som producerar liknande familjer av antibiotika.
Artikeln finns i tidskriften Naturkommunikation :"En roll för antibiotikabiosyntesmonooxygenasdomänproteiner i trohetskontroll under aromatisk polyketidbiosyntes."
