Genentech의 미생물 과학 전문가인 Steven Rutherford는 Nature 지에 동봉된 논평에서 “항생제 무기고를 재입고하려는 노력에 있어 흥미로운 진전”이라고 썼습니다. “더 광범위하게, 이 연구는 게놈 마이닝을 사용하여 새로운 항균 천연 제품과 이를 사용하는 전략을 식별하는 방법을 보여주는 로드맵을 제공합니다.”
거대 클러스터의 생성물이 공격하는 경로는 비타민 B7이라고도 알려진 비오틴을 만드는 경로입니다. 이 영양소는 많은 인간 병원체의 성장과 병독성에 필요하며, 보다 구체적으로 중요한 대사 효소가 제대로 작동하는 데 필요한 보조 인자입니다. 일부 박테리아는 주변 환경에서 비오틴을 제거할 수 있지만 일반적으로 부족하며 박테리아는 스스로 비오틴을 만들 수 있는 진화론적으로 보존된 경로를 포함하고 있습니다.
Brown과 그의 동료들은 흥미롭게도 비오틴을 표적으로 삼는 거대 클러스터를 발견했습니다. 연쇄상 구균 매우 잘 연구된 종입니다. 연쇄상 구균 토양에 서식하는 박테리아로 항생제 분자 발견의 금광으로 알려져 있습니다. 1940년대에 발견된 필수 의약품인 항생제 스트렙토마이신을 포함하여 많은 천연 제품이 이미 이 곳에서 추출되었습니다. 그럼에도 불구하고 거대 클러스터는 지금까지 간과되어 왔으며, 아마도 부분적으로는 실험실의 박테리아가 영양이 풍부한 배지에서 자라는 경우가 많기 때문일 것입니다.
신선한 전략
또한 연구자들은 박테리아 게놈에서 새로운 항생제를 찾을 때 단일 분자 생산을 담당할 수 있는 생합성 유전자 클러스터(BGC)를 검색합니다. 그러나 브라운 팀은 비오틴 경로를 전환하기 위해 다양한 방식으로 작동하는 1개가 아니라 4개의 분자를 생성하는 4개의 클러스터(메가 클러스터)로 구성된 클러스터를 식별했습니다. 주의 깊은 연구에 따르면 클러스터 중 3개는 각각 비오틴 생합성 경로에서 서로 다른 효소를 방해하는 항생제 분자(스트라비딘, 애시도마이신, 다파마이신)를 생성하는 것으로 나타났습니다. 나머지 네 번째 클러스터는 2-메틸-7-케토-8-아미노펠라르곤산(α-Me-KAPA)을 생성하는데, 이는 비오틴 전구체를 대신하는 더미 분자로 보이며 기본적으로 경로를 가로채 쓸모 없는 비오틴 유사체를 생성합니다.
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