Путем вмешательства в их клеточный метаболизм ученые в США нашли способ ослабить антибиотикоустойчивые бактерии в этом случаеE. coli, так, чтобы они были еще раз восприимчивы к существующим антибиотикам.
Исследователи, от Института Wyss в Гарвардском университете и Бостонском университете, описывают, как они выиграли это определенное сражение в войне противсупервирусы, с оружием как сложное компьютерное моделирование и биотехнология, в газете издали онлайн по своей природе Биотехнологию вЯнварь.Ведущий автор Джим Коллинз, пионер синтетической биологии и лидер Центра BioDynamics в Бостонском университете, сообщает в опубликованном заявлениив понедельник:«Мы находимся в критической потребности в новых стратегиях повысить наш антибиотический арсенал».
Он обращается к кризису антибиотиков, обостренному возобновленной осведомленностью, что у нас заканчиваются препараты, чтобы лечить развитиесупервирусы.«С очень небольшим количеством новых антибиотиков в трубопроводе мы находим новые способы использовать и эксплуатировать определенные аспекты бактериальной физиологии», говорит
Коллинз, который является также профессором Уильяма Ф. Уоррена Дистингуишеда в Бостоне.Производство ROSКоллинз и коллеги предназначались для небольшой понятой, но важной области метаболизма бактерий, известного как «реактивные кислородные разновидности» или ROSпроизводство.
ROS является нормальными побочными продуктами метаболизма, набор химических реакций, поддерживающий клетки, позволяет им выращивать, воспроизводить, поддерживатьсамостоятельно, и ответьте на их среды.ROS включает молекулы как супероксид и перекись водорода, с которой могут обычно справляться бактерии.
Но выше определенных уровней, молекул ROSможет серьезно повредить и даже убить бактерии.В более ранней работе Коллинз и его команда уже установили, что это – то, как антибиотик уничтожает бактерии: они увеличивают производство ROS вбактериальная клетка, поэтому в действительности заставляя вирус отравить себя.Компьютерные модели метаболизма E. coliНо, это не было ясно точно, как толстокишечный ROS продуктов E. Так Коллинз и его команда решил исследовать использование некоторого sophisticalted компьютерамоделирование.
У них уже была компьютерная модель, планировавшая текущее понимание метаболизма E. coli, моделируя некоторые основныехимические реакции включаются.Таким образом, они начали добавлять к этой модели «системного уровня», сотни большего количества реакций, которые, как известно, увеличивают производство ROS.
С кропотливой точностью они удалили различные гены, чтобы видеть, которые приняли участие в производстве ROS и управляли тысячами машинных моделирований,прежде в конечном счете идентифицировать некоторые подозреваемые цели.Они утвердили модель в лаборатории и нашли, что эксперименты лаборатории подтвердили 80% к 90% того, что они предсказали в компьютеремоделирования.Увеличение производства ROS в бактериальной клетке, сделанной им более восприимчивый к антибиотическому приступуСледующий шаг проблемы должен был проверить результаты в эксперименте silico в реальных живых бактериальных клетках.
Был бы, увеличивая ROSпроизводство в клетках E. coli, окажите его более восприимчивый до смерти окислительным, который является антибиотическим, приступ?Они нашли, что это сделало.Исследователи удалили серию генов, чтобы увеличить производство ROS в клетках, они добавили различные антибиотики и другие биоциды или киллеров вируса как отбеливатель (который также увеличивает производство ROS), и они нашли, что клетки E. coli умерли при намного более высоком уровне, чем клетки этосохраненный удаленные гены.
«Эта работа устанавливает основанный на системах метод, чтобы настроить производство ROS у бактерий и демонстрирует, что увеличенное микробное производство ROS можетпотенцируйте убийству оксидантами и антибиотиками», пишут они.Другими словами, путем разрушения метаболизма клеток E. coli, ученые упростили для антибиотиков и биоцидов убивать их.
Применения и затем продвигаютсяДон Ингбер, Директор-основатель Института Wyss, говорит:«Нет никакого чудодейственного средства для общего медицинского кризиса, который мы испытываем с точки зрения антибиотикоустойчивых бактерий».Но, он говорит, что существует «огромная надежда» в видах методов системной биологии, что Коллинз и его команда являются новаторскими.Команда теперь планирует использовать молекулярные экранирующие технологии, чтобы счесть определенные молекулы тем производством ROS повышения.
Они полагают, что их подход также поможет выиграть сражения против других бактерий, таких как микобактерии, ответственные за туберкулез, потенциальнолетальное заболевание легких.Фонды от института Wyss биологически вдохновленной разработки в Гарвардском университете, премии пионера директора Национальных Институтов Здоровья
Программа и Говард Хьюз Медицинский Институт, помогают финансировать исследование команды.