Культура цвiлевих грибiв Penicillium. CABI / Imperial College London
Науковці вперше розшифрували геном цвілевих грибів Penicillium notatum із оригінального висушеного та замороженого зразка, з яким працював Александер Флемінг. Вчені порівняли його із геномом інших, американських штамів грибів та виявили деякі відмінності в їхніх генах, які можуть допомогти розробити ефективніші пеніциліни. Результати дослідження опубліковані в журналі Scientific Reports.
Як відкрили пеніцилін?
Відкриття пеніциліну є свідченням того, як одна випадкова подія може допомогти врятувати мільйони життів. 1928 року британський дослідник Александер Флемінг досліджував культури золотистого стафілокока (Staphylococcus aureus) в чашках Петрі, які залишив на період відпустки у лабораторії. Після повернення він помітив, що у деяких посудинах поселилися синьо-зелені цвілеві гриби Penicillium notatum. Але важливіше те, що поблизу цих грибів не зростали колонії бактерій. Подальше вивчення цвілі показало, що гриби продукують згубний для бактерій антибіотик, який Флемінг назвав пеніциліном. Згодом використання пеніциліну під час Другої світової війни допоможе врятувати життя та кінцівки мільйонам солдатів, та закладе початок нової епохи антибіотиків.
Що з геномом?
З того часу оригінальні зразки цвілевих грибів, які досліджував Александер Флемінг, зберігалися в Імперському коледжі Лондона. Але коли науковці під час нещодавнього дослідження працювали з одним із них, то зрозуміли, що геном оригінального Penicillium notatum ще ніхто не розшифровував. Щоб це виправити, науковці виділили ДНК із одного з висушених та заморожених зразків, секвенували його та порівняли з геномами двох комерційних штамів пеніциліуму, які використовувалися пізніше в США.
Які відмінності між грибами знайшли?
Хоча геноми британського та американського штамів були схожими, вчені знайшли й деякі відмінності. Гриби зі США мали більше регуляторних генів для вироблення пеніциліну. Гени ферментів, які виробляють пеніцилін, у американських та британського штамів теж були різними. На думку вчених, це свідчить про природну еволюцію їхніх предків у бік вироблення різних ферментів.
Чому це важливо?
Антибіотики на кшталт пеніциліну стають дедалі менш ефективними, оскільки бактерії розвивають до них стійкість. Через те, що штами з Великобританії та США еволюціонували по-різному для боротьби з різними місцевими бактеріями, вивчення їхніх відмінностей може допомогти покращити виробництво пеніцилінів.