Udnytter kraften i CRISPR-Cas9 til at vække antibiotika fra deres tavse genklynger

Bakterien Streptomyces roseosporus er kilden til mange almindelige antibiotika, såsom daptomycin, som er aktiv mod methicillinresistente Staphylococcus aureus (MRSA) og glycopeptidresistente enterokokker. A*STAR -forskere har netop fundet et nyt antibiotikum, auroramycin, fra en tavs biosyntetisk genklynge opdaget i S. roseosporus genomet, og tror, ​​at der er mange flere, der bare venter på at blive fundet.

"Denne bakteriestamme er meget velstuderet. Det er interessant, at selv efter at så mange molekyler er blevet opdaget, vi har nu et nyt antibiotikum simpelthen fordi vi har værktøjerne til at få adgang til det, "forklarer Yee Hwee Lim fra A*STAR Institute of Chemical and Engineering Sciences og Fong Tian Wong fra A*STAR Molecular Engineering Lab. Lim, Wong og kolleger brugte CRISPR-Cas9 til at introducere en kraftig gentranskriptionsaktivator-kasO* -promotoren-i bakteriegenomet for at aktivere ekspression af en hel kryptisk biosyntetisk genklynge. Genklyngen viste sig at kode for auroramycin, et antibiotikum med kraftig antibakteriel aktivitet mod grampositive bakterier, herunder MRSA og vancomycinresistent Enterococcus faecalis (VRE).

"I første omgang, vi vidste ikke, hvilken slags molekyle vi fik. Det tog et stykke tid for os at finde ud af, hvad vi arbejdede med, "beskriver Lim og Wong. Klyngen blev forudsagt at kode for en type I polyketidsyntase, men, på grund af det høje guanin-cytosinindhold og gentagne sekvenser i generne, samling af genomet var faktisk ufuldstændig. "Vi havde nogle spor - vi forventede, at det sandsynligvis havde et sukker og en polyen, men vi vidste ikke, hvor stort det var. "

Gennem deres projekt, forskerne var i stand til at rette op på sekvensen, samtidig isolere og karakterisere selve forbindelsen. "I betragtning af at den blev dæmpet under normale omstændigheder, udbyttet var faktisk ret højt, "bemærker Lim." Dette er virkelig uden megen optimering overhovedet - vi satte bare transkriptionsaktivatoren i og dyrkede bakterierne, og så får vi alt dette stof. "

På trods af ukarakteristisk høje udbytter, forbindelsens lys- og syrefølsomme egenskaber komplicerede nedstrømsanalysen. "Først ville vi have forbindelsen i bund og grund nedbrudt foran os. Vi ville arbejde med det, troede vi havde det, men da vi forsøgte at lave en analyse for at se, hvad vi har, vi ville se, vi havde mistet det. Vores rensningsproces skulle optimeres grundigt. "

Auroramycin slutter sig til en voksende samling af naturlige molekyler med bioaktive egenskaber, der viser sig at blive syntetiseret ved aktinomycet -rækkefølgen af ​​bakterier. Lim og hendes kolleger er i færd med at forberede endnu et papir, der yderligere beskriver molekylets bioaktivitet og virkningsmåde.