Исследователи из Имперского колледжа Лондона, Центра сельского хозяйства и бионауки CABI и Оксфордского университета (Великобритания) впервые секвенировали геном исходного штамма плесени Penicillium, из которого Александр Флеминг получил антибиотик пенициллин. Также ученые сравнили этот штамм с двумя другими штаммами плесени, которые используют в промышленном масштабе как источник антибиотика. Об этом сообщает пресс-служба Имперского колледжа Лондона.
Александр Флеминг открыл первый антибиотик, пенициллин, в 1928 году, работая в Медицинской школе больницы Святой Марии, которая сейчас является частью Имперского колледжа Лондона. Антибиотик был произведен плесенью из рода Penicillium, которая начала расти в чашке Петри.
Сегодня ученые повторно вырастили оригинальную плесень из замороженного образца, хранящегося в коллекции культур в CABI и извлекли из нее ДНК для секвенирования генома. Полученный геном сравнивали с ранее расшифрованными геномами двух промышленных штаммов Penicillium, которые стали использовать в США. Результаты, опубликованные в журнале Scientific Reports, показывают, что в методах производства пенициллина в Великобритании и США есть отличия.
Хотя «плесень Флеминга» известна как первоисточник пенициллина, в США промышленное производство антибиотиков быстро перешло на грибок из заплесневелой дыни. Исходя из этого естественного начала, образцы Penicillium были искусственно отобраны для штаммов, которые производят большие объемы пенициллина.
Секвенировав геном Penicillium, исследователи рассмотрели два типа генов: одни кодируют ферменты, которые гриб использует для производства пенициллина; а другие регулируют ферменты, например, контролируют количество произведенных ферментов.
И в «штаммах Великобритании», и в «штаммах США» регуляторные гены несут один и тот же генетический код, но в штаммам, которые используются в США, содержится больше копий регуляторных генов, что помогает этим штаммам производить больше пенициллина.
Однако гены, кодирующие пенициллин-продуцирующие ферменты, различаются между штаммами, выделенными в Великобритании и США. Как отмечают авторы работы, это показывает, что «дикие» Penicillium в Великобритании и США эволюционировали естественным путем, чтобы производить несколько разные версии этих ферментов.
Такие плесени, как Penicillium, производят антибиотики для борьбы с микробами и находятся в постоянной «гонке вооружений», поскольку микробы развивают способы обходить защиту. Штаммы Великобритании и США, вероятно, эволюционировали по-разному, чтобы адаптироваться к местным микробам.
[Фото: CABI]
