Почва, которая является основным ресурсом сельского хозяйства, заботится о здоровье людей не только поставкой пищи. В здоровой почве обитает огромное количество микроорганизмов. Оценки показывают, что в одном грамме плодородной почвы содержится от 10 миллионов до 1 миллиарда микроорганизмов, включающих бактерии, археи, грибы, протозои и вирусы. Среди них бактерии составляют основную часть — их количество может достигать нескольких сотен миллионов на грамм почвы. Эти микроорганизмы выполняют различные функции: участвуют в разложении органических веществ, фиксируют азот, синтезируют витамины и другие важные соединения, стимулируют рост растений и подавляют патогены. В прошлом году ученые обнаружили в почве новый многообещающий антибиотик.
В 2025 году ученые Центра разработки антибиотиков им. Дэвида Брэли, Университет Макмастера, Канада, обнаружили многообещающий новый антибиотик в образце почвы, взятом с заднего двора лаборанта.
Молекула, названная лариоцидином, вырабатывается микроорганизмом Paenibacillus и проявляет широкую активность против патогенных бактерий, включая несколько видов, обладающих множественной лекарственной устойчивостью. Теперь исследователи сообщают в журнале ACS Infectious Diseases о том, как Paenibacillus избегает вредного воздействия собственного антибиотика — информация, имеющая решающее значение для разработки лариоцидина или подобных соединений в качестве новых лекарственных препаратов.
«Открытие нового антибиотика — это лишь первый шаг на пути к его клиническому применению. Крайне важно понять потенциальные механизмы резистентности, чтобы проверить новизну и клинический потенциал первоначального открытия», — говорит Джерри Райт, ведущий исследователь проекта по лариоцидину.
Поскольку бактерии вырабатывают устойчивость к лекарствам, срочно необходимы новые антибиотики. В своем первом прорыве Райт и его коллеги установили, что медленно растущий штамм Paenibacillus производит лариоцидин, который инактивирует бактерии, с которыми он конкурирует за ресурсы в почве. Развивая эту работу, исследователи изучили, как микроб сопротивляется собственному мощному антибиотику.
Лариоцидин деактивирует бактерии, связываясь с рибосомальной РНК и нарушая синтез белка. В данном исследовании ученые идентифицировали один фермент (сокращенно lrcE), продуцируемый штаммом Paenibacillus, который модифицирует лариоцидин. Их эксперименты показали, что lrcE добавляет функциональную группу к молекуле антибиотика, что предотвращает его связывание с рибосомальной РНК бактерии, тем самым защищая Paenibacillus. Кроме того, этот фермент был специфичен для лариоцидина и не влиял на другие антибиотики, такие как аминогликозиды и стрептотрицины.
Затем, на основе анализа генома бактерии, исследователи охарактеризовали ген, кодирующий фермент, обеспечивающий устойчивость к лариоцидину. Небольшой поиск аналогичных генов в бактериях окружающей среды и патогенах человека выявил некоторые из них в геномах Bacillus и протеобактерий окружающей среды, но ни одного в геномах патогенов человека.
Исследователи утверждают, что перенос генов от бактерий окружающей среды к патогенам человека происходит медленно и редко, но если лариоцидин или родственные ему соединения станут лекарственными препаратами, потенциальный перенос генов следует отслеживать. Эти данные позволяют предположить, что лариоцидин является перспективным антибиотиком нового поколения для лечения людей с минимальным риском развития резистентности, что делает его многообещающим кандидатом для доклинических исследований.
В заключение, если почва заботится о нас, то и мы должны позаботиться о здоровье почвы. Ее богатство микроорганизмами обеспечивает, помимо продовольственной безопасности и устойчивости экосистем, огромный запас еще нераскрытых лекарственных соединений.
Источник: American Chemical Society.