Редактор генома разбудил полезную химию плесневых грибов для лечения болезней

Ученые разработали новый инструмент для точной правки наследственного кода грибов, который может ускорить поиск лекарств, включая вещества с противоопухолевым действием.

Работа опубликована в журнале «Природные биотехнологии». Главный результат исследования состоит в том, что метод помог включить ранее неработавшие участки наследственной программы грибов и получить сложные молекулы, которые в обычных лабораторных условиях не образуются.

Речь идет о нитчатых грибах — большой группе организмов, к которой относятся плесневые грибы, уже сыгравшие огромную роль в медицине. Именно грибы дали человеку пенициллин и ряд препаратов для снижения уровня холестерина. Однако ученые считают, что большая часть их лекарственного потенциала до сих пор остается скрытой. В природе грибы производят сложные вещества для защиты от бактерий, конкурентов и других угроз. В лаборатории многие такие участки наследственной программы просто молчат.

Новая система позволяет точечно вмешиваться в работу грибного наследственного кода без грубого разрыва двойной спирали ДНК. Это важно, потому что обычные методы правки у нитчатых грибов часто вызывают лишние изменения и хуже подходят для поиска конкретных полезных веществ. В данном случае ученые добились того, чтобы нужная правка закреплялась в клетке с высокой точностью.

Для этого исследователям пришлось решить две технические задачи. Они защитили длинные направляющие молекулы от разрушения внутри клетки и временно ослабили естественный механизм ремонта ДНК у гриба. Благодаря этому эффективность внесения правок приблизилась к 90 процентам.

После вмешательства в один из регуляторных генов ученые получили 18 сложных молекул. Восемь из них имели ранее неизвестное строение. Это означает, что исследователям удалось не просто улучшить старый способ работы с грибами, а открыть доступ к веществам, которые раньше оставались недоступными для обычного выращивания в лаборатории.

Особое внимание привлекли три найденные молекулы, показавшие перспективные противоопухолевые свойства. Одна из них действовала избирательно против клеток рака молочной железы, печени и лейкоза. Это пока не лекарство, а ранний лабораторный результат. Такие вещества еще нужно проверить на безопасность, механизм действия, возможную токсичность, дозировки и эффективность в живых организмах.

Главное значение работы шире одного найденного соединения. Новый метод меняет сам подход к поиску препаратов. Вместо случайного поиска редких грибов в природе ученые получают способ системно включать скрытые участки уже известных организмов и смотреть, какие вещества они способны производить. Это может ускорить поиск новых антибиотиков, противоопухолевых соединений и других лекарственных кандидатов.

Читайте также: Хищники оказались ключом к устойчивости экосистем