colibactina, un agente tossico prodotto dai batteri intestinali, compresi alcuni ceppi di E. Coli, e pensato per contribuire al cancro del colon, viene assemblato tramite una trasformazione chimica mai vista prima, secondo la ricerca della Northwestern Medicine pubblicata su Natura chimica biologia .
Prima di queste scoperte, molti dei meccanismi alla base dell'assemblaggio molecolare della colibactina erano in gran parte sconosciuti. Il processo appena scoperto implica un ruolo sorprendente per una sostanza chimica chiamata cofattore enzimatico.
"Normalmente, i cofattori aiutano gli enzimi a raggiungere la catalisi, ma di solito non se ne occupano, " ha detto il coautore dello studio Neil Kelleher, dottorato di ricerca, professore di Medicina nella Divisione di Ematologia e Oncologia.
Questo cofattore, chiamata S-adenosilmetionina (SAM), di solito dona un gruppo metilico a un enzima. In questo caso, colibactin ha preso quel gruppo metilico più atomi aggiuntivi da utilizzare come elementi costitutivi nell'assemblaggio stesso.
"Questa è una trasformazione enzimatica sorprendentemente nuova in natura, " ha detto Kelleher. "È così che l'evoluzione ha creato questa genotossina, e solo ora stiamo scoprendo i veri dettagli su come viene creato questo piccolo e divertente anello a tre membri."
Imparare di più su come si forma la colibactina è la chiave per lo sviluppo di interventi, ha detto Kelleher.
"Più conosci i meccanismi sottostanti, più specifica può essere la tua strategia, " Egli ha detto.
Sequenziamento di genomi fungini per la scoperta di farmaci
Le indagini genomiche di Kelleher hanno anche portato allo sviluppo di una nuova piattaforma per l'analisi dei genomi dei funghi, che ha il potenziale per produrre decine di nuove molecole bioattive che un giorno potrebbero essere sviluppate in nuovi farmaci.
Pubblicato in precedenza in Natura chimica biologia , lo studio multisito della piattaforma, chiamati cromosomi artificiali fungini e punteggio metabolico (FAC-MS), hanno dimostrato che l'approccio ha il potenziale per rinvigorire la scoperta di farmaci naturali.
La tecnologia FAC suddivide il genoma fungino in segmenti di DNA di dimensioni megabase, che contengono interi cluster di geni biosintetici associati a metaboliti specializzati. Questi metaboliti rappresentano un enorme serbatoio inutilizzato di potenziali farmaci, secondo lo studio. Poiché FAC-MS analizza il genoma, gli scienziati non solo ottengono i metaboliti ma i geni che li hanno creati, dando agli scienziati la possibilità di ridimensionare o alterare i nuovi composti.
"È un'area in letargo pronta ad esplodere, " disse Kelleher, anche il direttore della Northwestern Proteomics e un professore di Biochimica e Genetica Molecolare.
