Bakterielle gener, der er ansvarlige for at nedbryde metformin i kloakvand, opdaget

Et team af biokemikere ved University of Minnesota har opdaget, hvilke to bakterielle gener, der er ansvarlige for at producere proteiner, der er i stand til at nedbryde metformin i kloakvand. I deres undersøgelse, offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences, gruppen isolerede gener, der sandsynligvis er involveret i at skabe målproteinerne.

Tidligere forskning har vist, at metformin, det vildt populære lægemiddel, der ordineres til type 2-diabetespatienter, forbliver i sin oprindelige form, når det fjernes fra kroppen i ekskrementer og urin. På grund af det kommer stoffet, ligesom mange andre, der indtages af menneskelige patienter, vej ind i kloaksystemet.

Det er et problem, for efter behandling, som ikke kan fjerne medicin, pumpes vandet ind i lokale vandsystemer som vandløb, floder, søer og havet. Når først metformin er der, kan det have en negativ indvirkning på vandlevende organismer.

Tidligere forskning har vist, at nogle typer bakterier er i stand til delvist at nedbryde metformin til en forbindelse kaldet guanylurinstof. Dette blev bemærket, da niveauerne af metformin i kloakvand i nogle renseanlæg var lavere ved at gå ud, end de var kommet ind. Kort efter blev de specifikke bakterier, der var ansvarlige for at nedbryde stoffet, identificeret. Men hvilke gener der var ansvarlige for bedriften forblev et mysterium.

I denne nye indsats valgte forskerne sandsynlige kandidatgener og testede dem for at se, om det var dem, de var ude efter. Derved stødte de på to gener i fem unikke bakterietyper, mfmA og mfbB, der var ansvarlige for at producere de typer proteiner, der er i stand til at nedbryde metformin. I yderligere test fandt de ud af, at når de resulterende proteiner stødte på metformin, brød de det ned til guanylurinstof og en anden forbindelse kaldet dimethylamin. De fandt ud af, at den var i stand til at gøre det gennem en proces, der involverede binding af nikkel.

Forskerholdet fandt også beviser, der tyder på, at bakterierne havde udviklet evnen til specifikt at metabolisere metformin, efter at lægemidlet begyndte at dukke op i kloaksystemer. De foreslår, at undersøgelse af den proces, der førte til, at bakterierne udviklede sig til at drage fordel af lægemidlet, kunne føre til bedre strategier for fjernelse af lægemidler fra kloakvand, før de pumpes ud i miljøet.

Flere oplysninger: Lambros J. Tassoulas et al, Dinickel enzym udviklet til at metabolisere det farmaceutiske metformin og dets implikationer for spildevand og menneskelige mikrobiomer, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2312652121

Journaloplysninger: Proceedings of the National Academy of Sciences

© 2024 Science X Network