Eleftheria terrae
 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Rendszertani besorolás | ||||||||||
| ||||||||||
| Tudományos név | ||||||||||
| Eleftheria terrae Ling et al., 2015 |
Az Eleftheria terrae 2014-ben felfedezett Gram-negatív baktérium.[1] Neve ideiglenes név, mivel csak 2014-ben fedezték fel, és továbbra is aktívan tanulmányozzák. Felismerték, hogy egy korábban ismeretlen antibiotikumot, teixobaktint termel. Felfedezése az antibiotikumok új korát jelentheti, mivel a teixobaktin az első új antibiotikumcsoport az 1980-as évek óta.[2] Korábbi kutatások szerint a nem tenyészthető baktériumok, például az E. terrae hasznosak lehetnek az új antimikrobiális anyagok fejlesztésében.[1]
Felfedezés
[szerkesztés]2015-ös becslések szerint a baktériumfajok 99%-a tenyésztetlen és más módszert, például izolációs chipet (iChip) igényel izolálásához.[3] Az E. terrae ilyen baktérium, melyet „mikrobiális sötét anyagnak” neveznek, és új módszerekkel szaporítják.[1] A Novobiotic Pharmaceuticals L. Ling vezette csoportja 2014 őszén fedezte fel Maine-ben egy mezőben az Északkeleti Egyetem által fejlesztett iChipet használva.[4] Ez 192 lyukú kis műanyag téglatest.[3] A lyukak tenyésztéshez használt közeggel vannak feltöltve, bennük úgy felhígított talajjal, hogy lyukanként 1 baktérium van.[3] A baktérium lyukakba juttatása után az iChipet kétoldalt szemipermeábilis membránnal fedték le, és az eredeti talajt tartalmazó dobozba került.[3] Ezek lehetővé teszik a talaj tápanyagai és növekedési faktorai diffúzióját, és csak egy faj növekedését teszik lehetővé.[3] Ling et al. közel 10 000 iChip-izolátumot tanulmányozott lehetséges antimikrobiális aktivitásra, és az E. terrae ígéretesnek bizonyult.[1] E technológiával további antibiotikumok fedezhetők fel korábban tenyészthetetlennek tűnő mikroorganizmusok szaporításával.[5]
Jellemzők
[szerkesztés]Számos új antibiotikumot, például teixobaktint és klovibaktint termelő Gram-negatív baktérium. Számos körülmény közt növekszik és termel antibiotikumot, de a számára optimális körülményeket az R4 fermentációs keverék adja. Ez egy liter dezionizált vízre 10 g glükózt, 1 g élesztőextraktumot, 0,1 g kazaminosavat, 3 g prolint, 10 g MgCl2·6H2O-ot, 4 g CaCl2·2H2O-ot, 0,2 g K2SO4-ot, 5,6 g szabad TES-t tartalmaz 7-es pH mellett.[1] Anyagcseréjét és ökológiáját nem dokumentálták részletesen.
Filogenetika
[szerkesztés]A Betaproteobacteria osztályba tartozik.[1] Genomjának szekvenálása után derült ki, hogy korábban ismeretlen nemzetség tagja az Aquabacteriumhoz hasonló genetikai szerkezettel 16S riboszomális RNS-e és DNS–DNS-hibridizációja számítógépes elemzése alapján.[1] Az Aquabacterium nemzetség és annak közeli rokon tagjainak antibiotikum-termelése nem volt ismert az E. terrae felfedezéséig.[1]
Genomika
[szerkesztés]Ling et al. az E. terrae genomját szekvenálták, hosszát 6,6 Mbp-ra becsülték a TUCF Genomics által készített futószalaggal.[1] A genomvázlat összerakása után az adenilációs doménekkel közeli rokon szekvenciákat vizsgáltak.[1] A teixobaktin-bioszintézis enzimjeit kódoló folytonos szekvenciákat kézzel szerkesztették és rendezték.[1] Ez lehetővé tették más külön összerakott szekvenciák kombinálását.[1] A hiányokat PCR és Sanger-szekvenálás útján fejlesztett szakaszokkal pótolták,[1] és a sokszorosításhoz használt primerekkel zárták.[1]
Antibiotikum-termelés
[szerkesztés]Teixobaktin
[szerkesztés]
Az E. terrae teixobaktin-termelése fontos, mivel 2015-ös kutatások kimutatták, hogy a legtöbb antibiotikumtól eltérően máshogy köt, megnehezítve a baktériumoknak a rezisztencia kialakulását.[1] Ling et al. kísérletei kimutatták, hogy a teixobaktin képes a baktériumsejtfalak részét alkotó peptidoglikán lipid prekurzoraihoz kötni.[1] Az eredmények nem mutattak teixobaktin-rezisztenciát a tanulmányozott baktériumokban, beleértve a Staphylococcus aureust és a Mycobacterium tuberculosist.[1] Ezek alapján a teixobaktin célpontja nem fehérje, ami alapján a baktériumok teixobaktinrezisztencia-fejlődése kevésbé valószínű.[1] E kísérletek kimutatták azt is, hogy a teixobaktin hatásmechanizmusa hasonló a lipid II-höz kötő vankomicinhez, de vele szemben a vankomicinrezisztens baktériumok módosult lipid II-molekulájához is kötni tud.[1] A teixobactin peptidoglikánbioszintézis-gátlását magyarázza a peptidoglikán-bioszintézisben fontos undekaprenil-N-acetilmuraminsav-pentapeptid felhalmozódása.[1] Ezek alapján a teixobaktin képes a peptidoglikán-szintézis gátlására a lipid I-hez, II-höz és az undekaprenil-pirofoszfáthoz kötve.[1] Ezenkívül kifejezetten a peptidoglikán-prekurzorokhoz köt, nem az enzimaktivitást blokkolja.[1]
Klovibaktin
[szerkesztés]2023 januárjában fedezték fel a klovibaktint egy akkor ismeretlen, az E. terraehez közelinek feltételezett baktériumban, és ideiglenesen Novo29-nek nevezték el. Ez a 11 aminosavból álló teixobaktinnal ellentétben 8 aminosavból áll.[6] 2023 szeptemberében kiderült, hogy az E. terrae ssp. carolina az a baktérium, mely előállítja ezt az antibiotikumot.[7]
Jegyzetek
[szerkesztés]- ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v Ling LL, Schneider T, Peoples AJ, Spoering AL, Engels I, Conlon BP, Mueller A, Schäberle TF, Hughes DE, Epstein S, Jones M, Lazarides L, Steadman VA, Cohen DR, Felix CR, Fetterman KA, Millett WP, Nitti AG, Zullo AM, Chen C, Lewis K (2015. január 7.). „A new antibiotic kills pathogens without detectable resistance”. Nature 517 (7535), 455–459. o. DOI:10.1038/nature14098. PMID 25561178. PMC 7414797.
- ↑ Wright, Gerard (2015. január 7.). „Antibiotics: An irresistible newcomer”. Nature 517 (7535), 442–444. o. DOI:10.1038/nature14193. PMID 25561172.
- ↑ a b c d e Nichols, D. (2010. február 19.). „Use of Ichip for High-Throughput In Situ Cultivation of "Uncultivable" Microbial Species”. Applied and Environmental Microbiology 76 (8), 2445–2450. o. DOI:10.1128/AEM.01754-09. PMID 20173072. PMC 2849220.
- ↑ Servick, Kelly (2015. január 7.). „Microbe found in grassy field contains powerful antibiotic”. Science. DOI:10.1126/science.aaa6305.
- ↑ Ledford, Heidi (2015. január 7.). „Promising antibiotic discovered in microbial 'dark matter'”. Nature. DOI:10.1038/nature.2015.16675.
- ↑ Krumberger M, Li X, Kreutzer AG, Peoples AJ, Nitti AG, Cunningham AM, Jones CR, Achorn C, Ling LL, Hughes DE, Nowick JS (2023. február 17.). „Synthesis and Stereochemical Determination of the Peptide Antibiotic Novo29”. J Org Chem 88 (4), 2214–2220. o. DOI:10.1021/acs.joc.2c02648. PMID 36655882. PMC 9942206.
- ↑ Shukla R, Peoples AJ, Ludwig KC, Maity S, Derks MGN, De Benedetti S, Krueger AM, Vermeulen BJA, Harbig T, Lavore F, Kumar R, Honorato RV, Grein F, Nieselt K, Liu Y, Bonvin AMJJ, Baldus M, Kubitscheck U, Breukink E, Achorn C, Nitti A, Schwalen CJ, Spoering AL, Ling LL, Hughes D, Lelli M, Roos WH, Lewis K, Schneider T, Weingarth M (2023. szeptember 14.). „An antibiotic from an uncultured bacterium binds to an immutable target”. Cell 186 (19), 4059–4073.e27. o. DOI:10.1016/j.cell.2023.07.038. PMID 37611581. (Hozzáférés: 2024. július 1.)
Fordítás
[szerkesztés]Ez a szócikk részben vagy egészben az Eleftheria terrae című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.