Un team interdisciplinare di ricercatori della Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) ha svelato come una tossina rilasciata da Escherichia coli ( E. coli ) – un batterio intestinale umano, è collegato al cancro del colon-retto, offrendo nuove informazioni sull'impatto sulla salute di questo batterio prevalente e facilitando la ricerca futura sulla prevenzione di questo terzo cancro più comune in tutto il mondo.

Mentre i microbi intestinali umani amano E. coli aiutano a digerire il cibo e a regolare il nostro sistema immunitario, contengono anche tossine che potrebbero arrestare il ciclo cellulare e alla fine causare la morte cellulare. Gli scienziati sanno da tempo che la colibactina, una genotossina prodotta da E. coli , può indurre rotture del doppio filamento del DNA nelle cellule eucariotiche e aumentare il rischio di cancro del colon-retto nell'uomo. Però, come la colibactina causi il danno al DNA era rimasto un mistero poiché la ricostruzione dei metaboliti della colibactina è estremamente difficile a causa dell'instabilità del composto, basso titolo e complessità della sua via biosintetica.

Ora, un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Qian Peiyuan, Professore presidente del Dipartimento di scienze oceaniche e Divisione di scienze della vita dell'HKUST, hanno portato alla luce l'anello mancante utilizzando un nuovo metodo biosintetico. Il team non solo è riuscito a clonare il cluster del gene della colibactina, ma ha anche trovato un modo per produrre in serie i geni per i test e la convalida. Dopo ripetuti dosaggi di vari set di precursori della colibactina, il team alla fine ha identificato colibactin-645 come il colpevole delle rotture del doppio filamento del DNA, e scoperto percorso biosintetico del metabolita della colibactina, nonché il suo meccanismo di causare danni al DNA.

Il prof. Qian ha detto, "Sebbene alcuni metaboliti della colibactina siano stati segnalati per danneggiare il DNA tramite l'attività di reticolazione del DNA, la colibactina genotossica che possiede direttamente i doppi filamenti di DNA è ancora da identificare. La nostra ricerca ha confermato che la colibactina-645 esercita rotture dirette del doppio filamento del DNA, che ha portato alla luce l'anello mancante che correla la colibactina ai suoi effetti sulla salute sugli esseri umani".

LI Zhongrui, un ricercatore del gruppo, ha affermato che la ristrutturazione dell'impalcatura molecolare della colibactina fornisce un modello per la progettazione e la sintesi di potenti agenti di scissione del DNA, come gli "enzimi" di restrizione sintetici o gli agenti chemioterapici.