Un batterio del suolo iraniano produce due nuovi composti chimici
Ricercatori del DSMZ e dell'HZI hanno identificato le lavasamicine A e B da un ceppo di Streptomyces di nuova caratterizzazione e mappato i geni che le producono.
Di Giovanni Sapere
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Biochimici in Germania hanno isolato due molecole naturali finora sconosciute, le lavasamicine A e B, da un ceppo batterico raccolto in Iran. Lo studio mostra che la lavasamicina A blocca la crescita di Bacillus subtilis, indicando strutture chimiche che potrebbero favorire l'invenzione di nuovi agenti antimicrobici.
Due molecole distinte dal suolo di Lavasan
Biologi del Leibniz Institute DSMZ e dell'Helmholtz Center for Infection Research hanno isolato i composti da un batterio trovato nel suolo di Lavasan, Iran. Il microrganismo, denominato Streptomyces barkulensis subsp. lavasanensis, è stato caratterizzato come nuova sottospecie nella collezione del DSMZ, come riportato da Phys.org.
L'analisi chimica ha rivelato che entrambe le sostanze appartengono alla famiglia dei derivati antrachinonici e portano un gruppo zuccherino insolito. La lavasamicina B contiene un'ulteriore caratteristica strutturale chiamata unità butenolide. Nei test di coltura in laboratorio, la lavasamicina A ha bloccato la crescita del batterio gram-positivo Bacillus subtilis. Nelle stesse condizioni sperimentali, la lavasamicina B non ha mostrato attività antibatterica contro l'organismo di prova.
«La combinazione di caratterizzazione tassonomica, chimica dei prodotti naturali e indagini genetiche mirate ci consente di scoprire nuovi prodotti naturali, compresi gli antibiotici, e di comprenderne meglio la biosintesi.»
— Dr. Yvonne Mast, direttrice scientifica ad interim del Leibniz Institute DSMZ
Un interruttore genetico aumenta la produzione batterica
Oltre a isolare le molecole, il team di ricerca ha analizzato il DNA del batterio per identificare come le produce. Come dettagliato nel Journal of Natural Products, gli scienziati hanno identificato un cluster di polichetide sintasi di tipo II come motore biosintetico dietro entrambe le sostanze.
Il team ha anche individuato un gene repressore che naturalmente limita la sintesi delle molecole. Disattivando questo gene regolatore, i ricercatori hanno ottenuto un aumento sostanziale delle rese di lavasamicina. Comprendere questo interruttore genetico fornisce strumenti per l'ingegneria metabolica, un approccio che aiuta i ricercatori a estrarre composti utili da batteri poco conosciuti senza affidarsi unicamente alle rese naturali.
Estrazione di chimica dalle collezioni microbiche
I batteri del genere Streptomyces restano una fonte primaria di chimica terapeutica, ma ceppi strettamente imparentati producono spesso sostanze identiche. Per aggirare questa ridondanza, i ricercatori si concentrano su ceppi che mostrano una chiara divergenza filogenetica rispetto ai produttori ben studiati.
Lo studio si basa su ceppi catalogati conservati nella banca di risorse biologiche del DSMZ che non sono mai stati sottoposti a una profilazione chimica sistematica. Il team di ricerca ha osservato che combinare la classificazione tassonomica con la genetica molecolare chiarisce la sintesi biologica dei metaboliti secondari. Sebbene la pubblicazione iniziale riporti dati di laboratorio e non una domanda di brevetto applicata, l'identificazione di queste insolite strutture antrachinoniche sostiene più ampi sforzi di trasferimento tecnologico volti a contrastare la resistenza batterica.
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