по популярности / по алфавиту

эксперт
Сергей Муравьев:

Сергей Муравьев: Во что верят физики?

«Путешествие в прошлое науки необходимо, чтобы понять, из чего на самом деле состоит известная нам физика»

подробнее

Проект ИТЭР

Лазерная физика будущего

Безопасность АЭС: Чем заменить цирконий?

"МАГИЧЕСКИЕ ПУЛИ" ДЛЯ ТЕРАПИИ РАКА

Что такое солитон? / Как разгадать цунами

Студенческое путешествие в Арктику / Экспедиция Картеш

Грязь спасет человечество от инфекционного апокалипсиса

Грязь спасет человечество от инфекционного апокалипсиса

Автор:

Фото: wired.com

Дата : 19.01.2018 13:46

Биохимики синтезируют новые антибиотики из почвенного грунта

У нас под ногами – лекарства от любых недугов. Так считает американский биохимик Шон Брэди. Он создает лекарства из … грязи. Брэди уверен, что верхние слои почвы содержат невероятные, практически неисчерпаемые запасы антибиотиков, еще не известных науке.

Сегодня не так уж и трудно представить будущее, напоминающее прошлое — эпоху неизлечимых стафилококков, стрептококков, туберкулеза, проказы, пневмонии, холеры или брюшного тифа. Тотальное и часто безрассудное применение антибиотиков для лечения людей и животных ускоряют процесс резистентности: мы начинаем жить в условиях, где поход к стоматологу или самая обычная травма может осложниться опасной для жизни инфекцией. Не говоря уже о постоянно мутирующих вирусах гриппа. Именно поэтому биохимики по всему миру озадачены поиском новых, эффективных антибиотиков.

В истории антибиотиков немало случайных открытий. Грибковый штамм, используемый для производства пенициллина, был обнаружен в заплесневелой чашке Петри. Цефалоспорин открыт в 1948 году – его источник, плесневелый гриб Cephalosporinum acremonium, итальянский ученый Бротцу отыскал в сточных водах у берегов Сардинии. Родиной эритромицина стали Филиппины, рапамицина — остров Пасхи.

Родоначальником антибиотиков, найденных в грязи, считается французский микробиолог Рене Дюбо. Он изучал влияние почвенных бактерий на патогенные микроорганизмы и в 1939 году выдел из грунта Bacillus brevis — экстракт тиротрицин, из которого был получен антибиотик грамицидин. С тех пор метагеномика стала перспективным направлением молекулярной генетики.

В конце 1980-х годов микробиологи научились извлекать ДНК непосредственно из морской воды и почвы. Ее можно было бы экстрагировать и разрезать, вводя фрагменты чужеродных генов в бактерии. Используя высокопроизводительное секвенирование, ученые обнаружили просто астрономическое биоразнообразие. По разным оценкам на земле обитают более триллиона отдельных видов микробов. Только один грамм почвы может содержать 3000 видов бактерий, в каждом из которых – по четыре миллиона базовых пар ДНК.

В 1998 году Шон Брэди вместе с коллегами-химиками разработал собственную стратегию выделения ДНК из грязи. К 2006 году в лаборатории Рокфеллеровского университета он создал несколько новых соединений, одни из которых обладали противораковыми свойствами, другие претендовали на антибиотики.

Брэди получил предложение от Фонда Билла и Мелинды Гейтс — найти новое оружие против туберкулеза, убивающего по два миллиона человека в год. И биохимик принялся искать знакомый образец: кластеры генов, которые могут создать нечто похожее на исходную молекулу рифампицина – ослабевшего противотуберкулезного антибиотика. За полгода Брэди убедительно продемонстрировал, что способен найти аналог. В результате он получил 17 миллионов долларов от Фонда Гейтса и основал свою компанию.

Так в начале 2016 года заработал стартап Lodo Therapeutics (lodo в переводе с испанского и португальского — грязь). В лабораторию Брэди добровольцы мешками приносят самый разнообразный грунт. Автоматизированное устройство Perkin-Elmer за неделю делает работу, которая когда-то занимала у лаборантов до полугода — высокоточный механический коготь «выщипывает» нужные участки почвенных ДНК, которые затем  хранятся в прямоугольных планшетах размером с кирпич, так называемых «библиотеках» — живых хранилищах геномов.

Все фрагменты смешаны, будто тысячи кусочков головоломки в коробке. Используя определенные алгоритмы, молекулярные биологи Lodо подбирают из них наиболее подходящие – это невероятно сложный и скрупулезный процесс, схожий с археологическими раскопками. Далее бактерии размножают в жидком «бульоне», извлекают и очищают в поисках новых химических структур и, возможно, одной-единственной идеальной молекулы, которая может спасти миллионы жизней.

Сегодня в таблицу на стене лаборатории внесены не менее 30 потенциальных антибиотиков, которые пребывают в процессе генерации. Недавно Брэди определил вещество, которое вылечило MRSA у мышей (метициллинрезистентный золотистый стафилококк). Верный адепт метагеномики он верит, что сможет «разоружить» еще немало смертоносных инфекций.

Понравилась заметка? Поделитесь —

Комментарии (0)

Добавить комментарий

Войти с помощью: