Ученые раскрыли биохимический потенциал микробов
Исследователи из Объединенного геномного института Министерства энергетики разработали генетический инструмент для изучения вторичных метаболитов – многофункциональных веществ, вырабатываемых микробами. Они могут служить сырьем для сельскохозяйственных, промышленных и фармацевтических продуктов.
Инструмент, названный CRAGE, не только упростит изучение метаболитов, но и поможет понять, как микробы эволюционируют, взаимодействуют с окружающей средой, сообщает phys.org. В работе участвовали специалисты из Франкфуртского университета Гёте и Лаборатории экологических молекулярных наук.
Выводы проекта представлены в Nature Microbiology.
Второстепенные метаболиты не требуются для выживания микроба, но могут обеспечить ему преимущества в сложных условиях. Вещества кодируются биосинтетическими кластерами генов (БКГ), легко передающимися между видами с разной степенью родства. Распространение структур помогает микроорганизмам адаптироваться к меняющимся условиям. Но изучить процесс было сложно. Попадая в искусственные лабораторные условия, микробы не стремились обмениваться генами из-за отсутствия стрессов. CRAGE помогает решить эту проблему.
Система заставила микроорганизмы передавать БКГ друг другу. Она помогла определить штаммы с врожденной способностью производить вторичные метаболиты в лабораторных условиях.
«CRAGE делает эти вещества доступнее, — сказала Хельге Боде, соведущий автор. – Мы впервые смогли синтезировать и охарактеризовать несколько интересных веществ».
Система позволяет перейти от теоретических исследований к практическим наблюдениям.
«С CRAGE мы можем изучить экспрессию генов у разных организмов и развитие их горизонтального переноса. В прошлых инструментах эти возможности были ограничены»,- сказал Дэвид Хойт, соавтор работы.
Команда успешно перенесла БКГ в 30 разных штаммов. Ученые предполагают, что техника сработает и на других организмах, пусть и с модификациями. Сейчас авторы используют систему для изучения нетипичных бактериальных носителей, подходящих для биопроизводства.
