Редактор генома разбудил полезную химию плесневых грибов для лечения болезней

Ученые включили скрытую химию грибов для поиска лекарств против рака

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