Holenderscy naukowcy zsekwencjonowali DNA grzyba Penicillium chrysogenum, który wytwarza penicylinę. Informacje, które kryje w sobie 13 500 genów pleśni zamieszcza październikowy numer “Nature Biotechnology“. Poznanie genomu daje nadzieję na przyspieszenie prac nad nowymi antybiotykami, zwalczającymi oporne bakterie.
Poznanie genomu P. chrysogenum jest wynikiem współpracy holenderskiej firmy biotechnologicznej Royal DSM N.V. z siedmioma międzynarodowymi grupami badawczymi, w tym z Instytutem Mikrobiologii Przemysłowej Wydziału Nauk Stosowanych Uniwersytetu w Delft (Holandia).
Na początku ubiegłego roku również w “Nature Biotechnology” ukazała się praca koordynowana przez tę samą firmę dotycząca zakończonego projektu sekwencjonowania genomu grzyba Aspergillus niger CBS 513.88, którego DSM wykorzystuje do produkcji enzymów i innych substancji.
Penicillium chrysogenum (foto: PNAS.org)
Szczepu P. chrysogenum Wisconsin54-1255 używa się przy wytwarzaniu antybiotyków takich jak amoksycylina, ampicylina, cefaleksyna i cefadroxil na skale przemysłową. Genom tego grzyba składa się z 32,19 mln par zasad i ma ok. 13,5 tys. genów.
Jak powiedział dr Roel Bovenberg z firmy DSM, czteroletni projekt badawczy ukazał kilka niespodzianek, m. in. odkrycie pojedynczych genów i ich całych rodzin, o których naukowcy nie wiedzieli, że są one zaangażowane w procesy biosyntezy.
Badacze mają nadzieję, że odkodowanie genomu pleśni przyspieszy prace nad nowymi antybiotykami, zwalczającymi oporne bakterie. “Jeśli poznamy dobrze ten genom, to będziemy mogli nim lepiej manipulować“, uważa prof. Hugh Pennington, ekspert z bakteriologii na Uniwersytecie Aberdeen (Wielka Brytania).
30 września 1928 r. Alexander Fleming przypadkiem odkrył, że pleśń zniszczyła mu hodowlę bakterii, jednak zamiast wyrzucić nieudany eksperyment, postanowił sprawdzić, jaka substancja niszczy bakterie. W wyniku tej dociekliwości odkrył on penicylinę. Odkrycie to było powtórne w historii nauki. Pierwszy raz fakt występowania substancji hamujących rozwój niektórych bakterii chorobotwórczych opisał w 1897 r. francuski lekarz wojskowy Ernest Duchesne w swojej rozprawie doktorskiej pt. “Antagonizm między pleśniami i mikrobami”. Flemingowi nie udało się od razu wyizolować substancji czynnej, choć stwierdził, że jej skuteczne działanie ma miejsce nawet przy bardzo dużym rozcieńczeniu. Dopiero w 1938 roku grupa trzech naukowców, w skład której obok Fleminga weszli Howard Walter Florey oraz Ernst Boris Chain, wyizolowała składnik czynny zakładając rok później pierwszą na świecie wytwórnię penicyliny. Za swoje odkrycie zostali oni uhonorowani w 1945 r. Nagrodą Nobla.
Ogólny wzór chemiczny penicylin
Penicyliny czyli antybiotyki penicylinowe (ATC J 01 C) to szeroko stosowana grupa bakteriobójczych antybiotyków; najstarsza grupa antybiotyków β-laktamowych otrzymywanych przy użyciu pleśni Penicillium. W swej strukturze chemicznej zawiera pierścień tiozolidynowy sprzężony z pierścieniem beta laktamowym. Przedstawicielami są: penicylina benzylowa, penicylina fenoksymetylowa.
hlbiotech
źródło: Nature Biotechnology, Tudelft.nl, BBC News, “Penicillin bug genome unravelled”
———————————
Oryginalna publikacja: Marco A van den Berg et al., “Genome sequencing and analysis of the filamentous fungus Penicillium chrysogenum“, Published online: 28 September2008, doi:10.1038/nbt.1498
Przeczytaj również:
- Projekty sekwencjonowania genomu pomidora i grzyba
Zobacz również:
- Publikacja dotycząca zsekwencjonowania genomu kropidlaka: Herman J Pel et al., “Genome sequencing and analysis of the versatile cell factory Aspergillus niger CBS 513.88″, Nature Biotechnology 25, 221 - 231 (01 Feb 2007) Research, doi:10.1038/nbt1282
