Il phylum batterico Actinobacteria è responsabile della produzione di molti composti antibatterici clinicamente rilevanti. Streptomyces è un genere di Actinobacteria presenti nel suolo che produce farmaci come il cloramfenicolo e la neomicina.
La precedente manipolazione del genoma di S. coelicolor aveva portato ad un aumento della produzione di alcuni antibiotici. La produzione di antibiotici è stata particolarmente rafforzata da mutazioni che hanno interessato il ribosoma, che è il motivo per cui i ricercatori hanno scelto di studiare Lincomycin: la lincomicina inibisce la funzione del ribosoma batterico, e quindi può servire come un sostituto per studiare le mutazioni ribosomiali.
Un team scientifico guidato da Guojun Wang e Kozo Ochi, ha confrontato le sequenze del genoma lincomicina-sensibile e resistente di S. coelicolor per identificare le mutazioni che possono influire sulla produzione di altri antibiotici.
Le differenze di sequenze del genoma hanno rivelato una nuova mutazione, che era una delezione in frame del DNA in due geni di S. coelicolor, SCO4597 e SCO4598. La mutazione ha fatto fondere i due in un gene ibrido in-frame chiamato linR (per la resistenza lincomicina). Quando la squadra ha eliminato linR, il ceppo S. coelicolor è ritornato ad essere sensibile alla lincomicina; la resistenza conferita dall’espressione di linR in E. coli conferma ulteriormente il ruolo di linR nella resistenza alla lincomicina.
La mutazione di linR aumenta non solo la resistenza alla lincomicina, ma porta ad una maggiore espressione di un antibiotico diverso: Actinorhodin (vedi figura). Actinorhodin è un antibiotico polichetido, fa cioè parte di una classe di antibiotici costituita da metaboliti secondari.
La scoperta interessante di questo studio è l’aumento di una produzione dei metaboliti secondari in un ceppo resistente ad un altro. Le analisi del genoma suggeriscono che ci possono essere vie di S. coelicolor ancora non identificare di vari metaboliti secondari che possono servire come antibiotici futuri: almeno 22 sono stati identificati come metaboliti secondari “probabili” in laboratorio.
Trovare condizioni che aumentano la produzione di questi metaboliti secondari criptici, come ad esempio la mutazione linR, permetterà agli scienziati di concentrarsi e studiare il potenziale di questi composti per aiutare a combattere le infezioni microbiche.
Salvatore Gemmellaro
