Realizare istorică. Oamenii de știință au reușit secvențierea genetică a ciupercii folosite pentru a obține primele antibiotice

Cercetătorii au reușit să secvențieze genomul unor mostre de Penicillium care a fost înghețată în urmă cu câteva decenii.

GALERIE FOTO

• MESAJE DE CRĂCIUN. Cele mai frumoase mesaje, urări şi felicitări pentru cei dragi
• Misiunea Lucy care va studia asteroizii troieni ai planetei Jupiter, lansată astăzi

În 1928, omul de știință scoțian Alexander Fleming  a descoperit într-un vas Petri proprietățile antimicrobiene ale unei ciuperci pe care le-a exploatat pentru a dezvolta primul medicament antibiotic produs în masă: penicilina. Acea tulpină originală de Penicillium a fost conservată criogenic în urmă cu zeci de ani, dar acum, pentru prima dată, genomul său a fost secvențiat. Și la fel ca descoperirea penicilinei în sine, cercetarea a evoluat pornind inițial de la alt obiectiv, notează Science Alert.

Un efort științific istoric

„Ne-am propus inițial să folosim ciuperca lui Alexander Fleming pentru câteva experimente diferite”, a explicat biologul evoluționist Timothy Barraclough de la Colegiul Imperial din Londra și Universitatea Oxford. „Dar ne-am dat seama, spre surprinderea noastră, că nimeni nu a secvențiat genomul acestui Penicillium original, în ciuda semnificației sale istorice pentru domeniu”.

Noua secvență a fost comparată cu alte două secvențe de Penicillium produse ulterior în SUA, permițând cercetătorilor să vadă cum producția la scară industrială a schimbat ușor structura genetică a mucegaiului în timp și distanță. ””Penicillium și alte ciuperci produc molecule de antibiotice în mod natural ca parte a propriilor sisteme de apărare împotriva microbilor. Deoarece microbii evoluează destul de repede pentru a contracara aceste sisteme, o trăsătură care cauzează rezistența la antibiotice, și ciupercile evoluează ca răspuns.

„Cercetările noastre ar putea inspira soluții noi pentru combaterea rezistenței la antibiotice”, a declarat biologul Ayush Pathak de la Colegiul Imperial din Londra.

Pentru a-și desfășura cercetările, echipa a dezghețat un eșantion de Penicillium rubens folosit de Fleming și l-a recoltat. Mucegaiul proaspăt crescut a fost apoi prelevat și secvențiat, genomul rezultat a fost apoi comparat cu tulpinile folosite în SUA. ”Penicillium-ul Fleming se află la baza medicamentelor penicilinice din Marea Britanie, dar în SUA, producția industrială a început cu o tulpină sălbatică care a fost izolată dintr-o mostră de materie organică mucegăită. Această tulpină a fost supusă tratamentelor mutagene, cum ar fi iradiere cu raze X și lumină ultravioletă și selecție artificială pentru a produce o tulpină care să producă mai multă penicilină.

Orice diferență între mucegaiul Fleming și mucegaiul din SUA este fie rezultatul diferențelor evolutive în tulpina sălbatică, fie al pașilor timpurii în mutageneză și selecție artificială. Pentru a compara cele două tulpini, cercetătorii au analizat două tipuri de gene, mai exact acele gene cele care codifică enzimele care ajută la producerea penicilinei și cele care reglează producția acestora.

Se pare că mucegaiul lui Fleming și mucegaiul din SUA au, în linii mari, același cod genetic pentru enzimele reglatoare. oamenii de știință au remarcat că genomul tulpinilor americane prezintă mai multe copii ale genelor care codifică producerea enzimelor, ceea ce ar ajuta acele tulpini să producă mai multă penicilină.Acest lucru nu este neașteptat, deoarece au fost cultivate special în acest scop, dar oferă o oarecare perspectivă asupra rezultatelor procesului de domesticire.

Studiul Comparative genomics of Alexander Fleming’s original Penicillium isolate (IMI 15378) reveals sequence divergence of penicillin synthesis genes a fost publicat în Scientific Reports.

Citește și:

Penicilina, una dintre cele mai importante descoperiri ale medicinei moderne

Penicilina, elicopterul şi rachetele. Cele mai importante invenţii din Al Doilea Război Mondial

O descoperire neaşteptată demonstrează că neanderthalii foloseau aspirină şi penicilină

O bacterie rezistentă la antibiotice a fost descoperită la bordul Staţiei Spaţiale Internaţionale