Исследователи из Имперского института Лондона, Оксфордского института и Интернационального центра по сельскому хозяйству и бионаукам (Centre for Agriculture and Bioscience International, CABI) удачно секвенировали геном начального штамма плесневого грибка пеницилла, из которого Александр Флеминг в первый раз в истории получил пенициллин.

Флеминг работал в Мед школе Поликлиники святой Марии, которая на данный момент заходит в состав Имперского института Лондона. В 1928 году один из образцов изучаемых им культур микробов случаем зарос плесенью, и Флеминг увидел, что плесень вызвала смерть микробов. Это наблюдение привело к открытию им пенициллина. Плесневый грибок, ставший предпосылкой открытия, тогда относился к виду Penicillium notatum, позднее он был определен как Penicillium chrysogenum, а в наши деньки носит заглавие Penicillium rubens. Позднее для промышленного производства антибиотика были применены штаммы этого же грибка из США.

Замороженный эталон плесени, с которой работал Флеминг, хранится в коллекции культур CABI. «Вначале мы намеревались применять грибок Александра Флеминга для остальных тестов, но, к нашему удивлению, сообразили, что никто не секвенировал геном этого необычного Penicillium, невзирая на его историческое значение», — гласит доктор Тимоти Барраклаф (Timothy Barraclough). Исследователи сравнили геном этого штамма с 2-мя высокопроизводительными промышленными штаммами Penicillium rubens, которые употребляются на данный момент, также с близкородственным видом Penicillium nalgiovense. Они разглядели два типа генов: те, что кодируют ферменты, нужные для синтеза пенициллина, и гены, которые регулируют работу этих ферментов, к примеру, контролируя их количество. Регуляторные гены имели один и этот же генетический код во всех штаммах, но штаммы США имеют больше копий регуляторных генов, что помогает им создавать больше пенициллина.

Гены же, ответственные за создание ферментов, различались. «Это указывает, что одичавшие пенициллы в Соединенном Царстве и Соединенных Штатах эволюционировали естественным методом, чтоб создавать несколько различные версии этих ферментов, — разъясняют создатели исследования. — Плесневые грибы, такие как пенициллы, вырабатывают лекарства для борьбы с бактериями, и они повсевременно участвуют в гонке вооружений, так как бактерии находят методы уклоняться от данной для нас защиты. Штаммы Англии и США, возможно, эволюционировали по-разному, чтоб приспособиться к местным бактериям».

Айуш Патхак (Ayush Pathak) из Имперского института Лондона считает, что приобретенные результаты могут быть применены для борьбы с микробами, получившими устойчивость к лекарствам. «Промышленное создание пенициллина было сосредоточено на количестве продукта, и шаги, применяемые для искусственного улучшения производства, привели к изменениям в количестве генов. Но, может быть, промышленные способы могли упустить некие решения для оптимизации дизайна пенициллина, и мы можем извлечь уроки из естественных реакций на эволюцию стойкости к лекарствам», — разъясняет он.

Результаты исследования размещены в журнальчике Scientific Reports.

Источник: polit.ru