Киану Ривз, молекула: новый активный ингредиент из бактерий может защитить растения
Ронья Мюнх, Лейбниц Институт исследований натуральных продуктов и биологии инфекций.
Бактерии рода Pseudomonas производят сильный антимикробный натуральный продукт, как обнаружили исследователи из Института исследований натуральных продуктов и биологии инфекций им. Лейбница (Leibniz-HKI). Они доказали, что вещество эффективно как против грибковых заболеваний растений, так и против патогенных для человека грибов. Исследование было опубликовано в Журнале Американского химического общества и освещено в редакционной статье в Nature.
Недавно открытая группа натуральных продуктов кеанумицинов в бактериях эффективно действует против вредителя растений Botrytis cinerea, который вызывает серую гниль и ежегодно приводит к огромным потерям урожая. Но активный ингредиент также ингибирует опасные для человека грибки, такие как Candida albicans. Согласно предыдущим исследованиям, он безвреден для клеток растений и человека.
Таким образом, кеанумицины могут быть экологически чистой альтернативой химическим пестицидам, но они также могут предложить альтернативу в борьбе с резистентными грибками. «У нас кризис противоинфекционных средств», — объясняет Себастьян Гетце, первый автор исследования и постдоктор в Leibniz-HKI. «Многие патогенные для человека грибы в настоящее время устойчивы к противогрибковым препаратам — отчасти потому, что они используются в больших количествах в сельскохозяйственных полях».
Смертельный, как Джон Уик
Тот факт, что исследователи обнаружили новый активный ингредиент в бактериях рода Pseudomonas, не случаен. «Мы уже некоторое время работаем с псевдомонадами и знаем, что многие из этих видов бактерий очень токсичны для амеб, питающихся бактериями», — говорит руководитель исследования Пьер Столфорт. Он является главой отдела палеобиотехнологии в Leibniz-HKI и профессором биоорганической химии и палеобиотехнологии в Университете Фридриха Шиллера в Йене.
Похоже, что несколько токсинов ответственны за смертельный эффект бактерий, из которых до сих пор был известен только один. В геноме бактерий исследователи обнаружили гены биосинтеза вновь открытых природных продуктов — кеанумицинов А, В и С. Эта группа природных продуктов принадлежит к нерибосомным липопептидам с мылоподобными свойствами.
Вместе с коллегами с биопилотного завода Leibniz-HKI исследователям удалось выделить один из кеанумицинов и провести дальнейшие испытания. «Липопептиды убивают так эффективно, что мы назвали их в честь Киану Ривза, потому что он тоже чрезвычайно смертоносен в своих ролях», — подмигивая, объясняет Гётце.
Исследователи подозревали, что кеанумицины также могут убивать грибки, поскольку по некоторым характеристикам они напоминают амеб. Это предположение было подтверждено совместно с Исследовательским центром садовых культур Эрфуртского университета прикладных наук. Там было показано, что кеанумицин эффективен против серой гнили на листьях гортензии. В этом случае культуральной жидкости, которая больше не содержала бактериальных клеток, было достаточно, чтобы значительно подавить рост грибка.
«Теоретически супернатант, содержащий кеанумицин из культур Pseudomonas, можно было бы использовать непосредственно для растений», — говорит Гетце. Дальнейшие испытания будут проводиться совместно с коллегами в Эрфурте. Кеанумицин биоразлагаем, поэтому в почве не должно образовываться постоянных остатков. Это означает, что натуральный продукт может стать экологически чистой альтернативой химическим пестицидам.
Грибковые заболевания, такие как Botrytis cinerea, вызывающий серую гниль, ежегодно приводят к огромным потерям урожая при выращивании фруктов и овощей. Поражаются более 200 различных видов фруктов и овощей, особенно клубника и незрелый виноград.
Возможное применение у людей
«Кроме того, мы протестировали выделенное вещество против различных грибков, поражающих человека. Мы обнаружили, что оно сильно ингибирует патогенный грибок Candida albicans, среди прочих», — говорит Гетце.
Таким образом, вместо растений кеанумицин можно было бы использовать и для людей. Согласно проведенным до сих пор испытаниям, натуральный продукт не обладает высокой токсичностью для клеток человека и уже в очень низких концентрациях эффективен против грибков. Это делает его хорошим кандидатом для фармацевтической разработки новых противогрибковых средств. Они также крайне необходимы, так как препаратов против грибковых инфекций на рынке очень мало.
Комментарии