Команда ученых Мичиганского государственного университета генетически секвенировала два вида ядовитых грибов и обнаружила, что они теоретически могут производить миллиарды соединений на одной молекулярной сборочной линии. Это может открыть двери для эффективной борьбы с некоторыми смертельными заболеваниями.
Исследование, опубликованное в журнале BMC Genomics, раскрывает ДНК двух грибов Мухомора, которые ответственны за большинство смертельных отравлений грибами.
Команда сосредоточится на «Шапке смерти», которая растет по всему Западному побережью и Европе, и «Ангеле-разрушителе», родом из Мичигана.
«На самом деле мы сделали частичную последовательность ДНК двух грибов 10 лет назад», - сказал Джонатан Уолтон, профессор Лаборатории исследований растений МГУ и Министерства энергетики США и соавтор. «Поскольку секвенирование стало быстрее и дешевле, недавно мы смогли завершить проект».
Как и ожидал Уолтон, данные выявили гены, ответственные за выработку нескольких известных вредных ядов, которые имеют форму небольших кольцеобразных молекул, называемых циклическими пептидами.
«Поскольку у циклических пептидов отсутствуют свободные концы, нашему организму трудно зацепиться за них, чтобы переварить или оттолкнуть», - сказал Уолтон. «Поэтому пептиды попадают в нашу кровь и очень легко и точно воздействуют на наши клетки».
К своему удивлению, Уолтон и его коллеги обнаружили, что грибы могут синтезировать гораздо больше циклических пептидов, чем было известно ранее, потенциально миллиарды, с помощью одной молекулярной производственной платформы. Исследователи уже обнаружили три ранее неизвестных циклических пептида на основе закономерностей в недавно обнаруженной последовательности ДНК.
Уолтон уже может представить себе использование лазерной способности циклических пептидов проникать в клетки человека в медицинских целях, отметив, что лишь несколько грибных пептидов ядовиты для людей.
«Представьте, что у вас есть 10 разных кубиков Lego», - сказал Уолтон.
"Существует так много способов их соединения. Циклические пептиды собираются точно так же, как Lego, каждый из которых состоит из 8-10 из 20 возможных аминокислот. Если вы смешаете эти компоненты, вы сможете синтезировать огромное количество этих молекул в лаборатории с помощью одной молекулярной платформы."
До сих пор, однако, единственными исследованиями, проведенными с этим типом экстрактов грибов, были поиски условий, убивающих млекопитающих.
Тем не менее, уже известно, что многие циклические пептиды являются важными лекарствами против туберкулеза, лекарственно-устойчивых стафилококков и рака. Используя систему Amanita, мы можем представить менее грубый и потенциально более эффективный способ синтеза большого количества новых соединений, которые мы можем протестировать для потенциального использования в фармацевтике».