ATİNA, Ga. - Georgia Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, DNA'yı ilk kez, önemli bakteri Streptomyces'in genetik olarak karakterize edilmemiş türlerine başarılı bir şekilde aktardılar. Sistem, bu bakterileri enfekte eden fajların (bakteriyel virüsler) üzerinde yetiştirildikleri konakçıdan daha sonra enfekte edecekleri bir alıcıya DNA aktarmak için kullanılmasına dayanır.
Bu prosedürün mevcut teknolojiye göre birkaç önemli avantajı vardır ve ilaç şirketlerinin Streoptomyces bazlı antibiyotikler ve kanser önleyici ilaçlar geliştirmesini çok daha kolay hale getirecektir (bazı durumlarda mümkündür). Çalışmanın sonuçları bugün Proceedings of the National Academy of Sciences'da çevrimiçi olarak yayınlandı. Araştırmanın basılı hali 22 Mayıs'ta yayınlanacak.
“Bu, örneğin üretici organizmadaki bleomisin biyosentetik yolunun incelenmesine ve manipülasyonuna ilk kez izin verecektir. Bleomisin, şimdiye kadar genetik manipülasyona tamamen dirençli olan önemli bir kanser önleyici kemoterapötik ilaçtır” dedi. "Bu Streptomyces suşuna DNA alma yeteneğinin yeni bleomisin üretimine yol açacağını tahmin ediyoruz."
Şubat ayı sonlarında Singapur'da düzenlenen uluslararası bir toplantıda keşif hakkında rapor veren Westpheling, laboratuvarında, birçok bilim insanı tarafından uzun süredir imkansız olduğu düşünülen transferin gerçekleşebileceğine ikna olmuş iki öğrenciye keşif için büyük kredi veriyor. başarıyla tamamlandı.
Lisans öğrencisi Julie Burke ve lisans öğrencisi David Schneider (şu anda Wisconsin-Madison Üniversitesi bakteriyoloji bölümünde) transfer sistemi fikrini ortaya attı. Bu teknolojinin antibiyotik ilaç keşfinde kullanılması için bir patent Kasım ayında Georgia Üniversitesi Araştırma Vakfı'na verildi.
Çalışmaya destek Ulusal Bilim Vakfı, Phizer Pharmaceutical Company, Ulusal Sağlık Enstitüleri'nden bir Genetik Eğitim Bursu ve Georgia Üniversitesi'nden Kıdemli Lisansüstü Araştırma Ödülü'nden geldi.
Transdüksiyonu kullanma fikri - taşıyıcı olarak faj adı verilen virüsleri kullanarak DNA'yı bir organizmadan diğerine taşımak - yeni değil. Bununla birlikte, Streptomyces'te çok sayıda problem transdüksiyonu imkansız değilse de pratik hale getirmiştir. Araştırmacılar, enfeksiyon veya kanserle savaşmak için daha güçlü veya farklı ilaçların tasarlanmasına izin vereceğinden, uzun zamandır böyle bir sistemi arzu ediyorlardı.
Aslında yüzlerce Streptomyces türü vardır ve şu anda insan ve hayvan sağlığını iyileştirmek için iki düzineden fazla kullanılmaktadır. İlaçlar doğrudan toprak kaynaklı organizmalardan oluşturulmalıdır ve pahalı ve zaman alıcı olabilir. Daha da kötüsü, yaygın olarak kullanılan antibiyotiklere karşı direnç her yıl daha belirgin hale geliyor. Yeni enfeksiyon türleri, yalnızca birkaç yıl önce hayatta kalmış olabilecek hastaları rutin olarak öldürüyor.
“Yeni ve geliştirilmiş antibiyotiklere duyulan ihtiyaç, insan sağlığı bakımı için önemli bir sorun haline geliyor. Westpheling, "Sadece onları üreten organizmalar manipüle edilebilirse, geliştirilmeyi bekleyen birçok 'yetim' ilaç var" dedi. "Ayrıca, mevcut ilaçlar için genetik yolları karıştırabilme yeteneği, direnç olmayan gerçekten yeni tür bileşiklerin üretilmesine yol açabilir."
Westpheling ve ekibi tarafından çözülen en önemli sorun, faj aracılı DNA transferi gerçekleşirken, fajların aşırı derecede öldürücü olması ve DNA alan hücreleri öldürmesi nedeniyle tespit edilememesiydi. Ancak ekip, fajların öldürücü etkisini - süperenfeksiyon öldürme adı verilen - ortadan kaldırmanın ve DNA'yı aktardıkları hücreleri öldürmeden DNA taşıyıcıları olarak hizmet etmelerine izin vermenin bir yolunu buldu.
Araştırmacılar, başlıca doğal ürün antibiyotiklerin çoğunu içeren, son derece çeşitli bir filamentli prokaryotik organizma grubu olan genetik olarak en iyi karakterize edilmiş aktinomisetler olan Streptomyces coelicolor adlı bir suş kullandılar. Topraktan besin toplarken mantarlara benzer bir dallanma hifleri olarak büyümeleri bakımından bakteriler arasında benzersizdirler. S. coelicolor, model organizma olarak büyük ilgi gördü ve önemli terapötikler yapan suşların incelenmesi için bir rehber görevi gördü.
Sonuç, araştırmacıların enfeksiyon veya kanserle mücadelede Streptomyces'in işlevini değiştirebilecek veya iyileştirebilecek yeni kimyasal omurgalar oluşturmasına olanak tanıyan yeni bir genetik "posta sistemi". Neredeyse her büyük ilaç şirketi tarafından kullanılan toprak kaynaklı Streptomyces, hastalıkların patojenlere karşı elde ettiği dirence ayak uyduracak kadar hızlı gelişmediğinden bu çok önemli olabilir.
İlaç geliştirmenin pratik önemine ek olarak, Streptomyces'te transdüksiyon kullanımı bu organizmaların biyolojisinin incelenmesi üzerinde büyük bir etki yapacaktır. Genelleştirilmiş transdüksiyon, bilim adamlarının E. coli gibi oldukça gelişmiş model sistemleri haritalamak ve işlemek için kullandıkları önemli bir araçtır.
