Formicamycinen zijn een reeks antibiotica die door de bacteriën worden geproduceerd Streptomyces formicae die een nuttige activiteit hebben aangetoond tegen antibioticaresistente stammen van de pathogene bacteriën Staphyloccus aureus .

De machines die verantwoordelijk zijn voor het maken van formicamycinen kunnen soms mislukken, wat leidt tot de productie van kleine shuntmetabolieten, de formicapyridines, op zeer lage niveaus. Tests toonden aan dat geïsoleerde formicapyridines geen antischimmel- of antibacteriële activiteit vertonen. Dus waarom worden ze geproduceerd?

Het team dat de formicapyridines ontdekte, onder leiding van professor Barrie Wilkinson (aan het John Innes Centre) en Matt Hutchings (aan de Universiteit van East Anglia), waren geïntrigeerd door de aanwezigheid van deze ongebruikelijke moleculen zonder anti-infectieuze activiteit en dit leidde tot een vraag:

"Wat als, onder bepaalde omgevingsomstandigheden, productie van deze moleculen gaf een selectievoordeel aan Streptomyces formicae :kan het organisme zich snel aanpassen (evolueren), misschien zelfs door een enkele mutatie, om veel hogere niveaus van de formicapyridines te produceren?"

Om deze mogelijkheid te testen, en op basis van hun voorspelling voor hoe de formicapyridines worden gemaakt, het team probeerde de ingebeelde aanpassingsmutaties na te bootsen door gerichte gendeleties te introduceren in het formicamycine biosynthetische gencluster.

Ze voorspelden dat een van deze mutaties de niveaus van formicapyridines zou verhogen en, tegelijkertijd, de productie van de formicamycine-antibiotica afschaffen.

In feite, hoewel één mutant de formicapyridineproductie 25-voudig verhoogde, het heeft de productie van formicamycine niet afgeschaft. Liever, het niveau van formicamycinen was met ongeveer tweederde verlaagd.

Dit riep de volgende intrigerende vraag op:wat is de rol van het eiwit dat wordt gecodeerd door het verwijderde gen?

Barrie Wilkinson legt uit:"We veronderstellen dat, in plaats van te werken als een biosynthetisch enzym zoals we hadden aangenomen, dit specifieke eiwit fungeert als chaperonne, of trouwfactor, dat zorgt ervoor dat het biosynthetische proces efficiënt verloopt en geen bijproducten geeft."

Het onderzoek heeft de weg geopend voor anderen om te testen of dezelfde hypothese van toepassing is op verwante eiwitten in andere organismen die vergelijkbare families van antibiotica produceren.

Het artikel verschijnt in het tijdschrift Natuurcommunicatie :"Een rol voor biosynthese van mono-oxygenase-domeineiwitten van antibiotica bij controle van de getrouwheid tijdens biosynthese van aromatische polyketide."