Oprindelse af giftige genetiske materialer opdaget

Colibactin, et giftigt stof produceret af tarmbakterier, herunder visse stammer af E. Coli, og menes at bidrage til tyktarmskræft, samles via en kemisk transformation, der aldrig er set før, ifølge Northwestern Medicine-forskning offentliggjort i Naturens kemiske biologi .

Forud for disse fund, mange af mekanismerne bag den molekylære samling af colibactin var stort set ukendte. Den nyopdagede proces involverer en overraskende rolle for et kemikalie kaldet en enzymcofaktor.

"Normalt, cofaktorer hjælper enzymer med at opnå katalyse, men de plejer ikke at involvere det her, " sagde undersøgelsens medforfatter Neil Kelleher, PhD, professor i medicin i afdelingen for hæmatologi og onkologi.

Denne cofaktor, kaldet S-adenosylmethionin (SAM), donerer normalt en methylgruppe til et enzym. I dette tilfælde, colibactin tog den methylgruppe plus yderligere atomer til at bruge som byggesten til at samle sig selv.

"Dette er en overraskende ny enzymatisk transformation i naturen, " sagde Kelleher. "Det er hvordan evolutionen skabte dette genotoksin, og vi er lige nu ved at finde ud af de rigtige detaljer for, hvordan denne sjove lille tre-leddede ring er skabt."

At lære mere om, hvordan colibactin dannes er nøglen til at udvikle interventioner, sagde Kelleher.

"Jo mere du ved om de underliggende mekanismer, jo mere specifik din strategi kan være, " han sagde.

Sekventering af svampegenomer til lægemiddelopdagelse

Kellehers genomiske undersøgelser har også resulteret i udviklingen af ​​en ny platform til analyse af svampes genomer, som har potentialet til at give snesevis af nye bioaktive molekyler, som en dag kunne udvikles til nye lægemidler.

Tidligere udgivet i Naturens kemiske biologi , multi-site undersøgelse af platformen, kaldet svampe kunstige kromosomer og metabolisk scoring (FAC-MS), viste, at tilgangen har potentialet til at genoplive opdagelsen af ​​naturlige lægemidler.

FAC-teknologien opdeler svampegenomet i DNA-segmenter på størrelse med megabase, som indeholder hele biosyntetiske genklynger, der er forbundet med specialiserede metabolitter. Disse metabolitter repræsenterer et enormt uudnyttet reservoir af potentielle lægemidler, ifølge undersøgelsen. Fordi FAC-MS analyserer genomet, Forskere får ikke kun metabolitterne, men generne, der har skabt dem, giver forskerne mulighed for at skalere eller ændre de nye forbindelser.

"Det er et dvaleområde, der er klar til at eksplodere, " sagde Kelleher, også direktør for Northwestern Proteomics og professor i biokemi og molekylær genetik.