De bacterie Streptomyces roseosporus is de bron van veel voorkomende antibiotica zoals daptomycine, die actief is tegen methicilline-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) en glycopeptide-resistente enterokokken. A*STAR-onderzoekers hebben zojuist een nieuw antibioticum ontdekt, auroramycine, van een stille biosynthetische genencluster ontdekt in het S. roseosporus-genoom, en geloof dat er nog veel meer wachten om gevonden te worden.

"Deze bacteriestam is zeer goed bestudeerd. Het is interessant dat, zelfs nadat er zoveel moleculen zijn ontdekt, we hebben nu een nieuw antibioticum, simpelweg omdat we de middelen hebben om er toegang toe te krijgen, " legt Yee Hwee Lim van het A*STAR Institute of Chemical and Engineering Sciences en Fong Tian Wong van het A*STAR Molecular Engineering Lab uit. Lim, Wong en collega's gebruikten CRISPR-Cas9 om een ​​krachtige gentranscriptieactivator - de kasO * -promotor - in het bacteriële genoom te introduceren om de expressie van een volledig cryptisch biosynthetisch gencluster te activeren. Het gencluster bleek te coderen voor auroramycine, een antibioticum met krachtige antibacteriële activiteit tegen Gram-positieve bacteriën, waaronder MRSA en vancomycine-resistente Enterococcus faecalis (VRE).

"In eerste instantie we wisten niet wat voor molecuul we kregen. Het duurde even voordat we doorhadden waar we mee werkten, " beschrijft Lim en Wong. Er werd voorspeld dat het cluster zou coderen voor een type I polyketidesynthase, maar, vanwege het hoge guanine-cytosinegehalte en repetitieve sequenties in de genen, assemblage van het genoom was eigenlijk onvolledig. "We hadden wel enkele aanwijzingen - we verwachtten dat het waarschijnlijk een suiker en een polyeen bevatte, maar we wisten niet hoe groot het was."

Gedurende hun project, de onderzoekers waren in staat om de volgorde te corrigeren, terwijl het isoleren en karakteriseren van de verbinding zelf. "Aangezien het onder normale omstandigheden het zwijgen werd opgelegd, de opbrengst was eigenlijk best hoog, " merkt Lim op. "Dit is echt zonder veel optimalisatie - we hebben gewoon de transcriptie-activator erin gedaan en de bacteriën gekweekt, en dan krijgen we al deze verbinding."

Ondanks ongebruikelijk hoge opbrengsten, de licht- en zuurgevoelige eigenschappen van de verbinding bemoeilijkten de downstream-analyse. "In het begin zouden we de verbinding in wezen voor ons laten ontbinden. We zouden ermee werken, dacht dat we het hadden, maar toen we een analyse probeerden te maken om te zien wat we hebben, we zouden zien dat we het kwijt waren. Ons zuiveringsproces moest grondig geoptimaliseerd worden."

Auroramycin voegt zich bij een groeiende verzameling natuurlijke moleculen met bioactieve eigenschappen waarvan is vastgesteld dat ze worden gesynthetiseerd door de actinomycete-orde van bacteriën. Lim en haar collega's zijn bezig met het voorbereiden van een ander artikel dat de bioactiviteit en het werkingsmechanisme van het molecuul verder beschrijft.