كتب ستيفن رذرفورد، خبير العلوم الميكروبية في جينينتيك، في مقال تعليق مصاحب في مجلة Nature، إنه “تقدم مثير في الجهود المبذولة لإعادة تخزين ترسانة المضادات الحيوية”. “على نطاق أوسع، توفر الدراسة خريطة طريق توضح كيف يمكن استخدام تعدين الجينوم لتحديد المنتجات الطبيعية الجديدة المضادة للبكتيريا واستراتيجيات استخدامها.”
المسار الذي تهاجمه منتجات المجموعة الضخمة هو مسار صنع البيوتين، المعروف أيضًا باسم فيتامين ب7. هذا العنصر الغذائي ضروري للنمو والفوعة في العديد من مسببات الأمراض البشرية، وبشكل أكثر تحديدًا، فهو عامل مساعد تحتاجه الإنزيمات الأيضية المهمة للعمل بشكل صحيح. يمكن لبعض البكتيريا أن تلتقط البيوتين من البيئة المحيطة بها، ولكنها نادرة بشكل عام، وتحتوي البكتيريا على مسارات محفوظة تطوريًا لتصنيعها بنفسها.
ومن المثير للاهتمام أن براون وزملاؤه وجدوا المجموعة الضخمة التي تستهدف البيوتين العقدية الأنواع التي تمت دراستها جيدًا. العقدية هي بكتيريا تعيش في التربة وتُعرف باسم مناجم الذهب لاكتشاف جزيئات المضادات الحيوية. وقد تم بالفعل استخلاص العديد من المنتجات الطبيعية منها، بما في ذلك المضاد الحيوي الستربتوميسين، وهو دواء أساسي تم اكتشافه في الأربعينيات. وعلى الرغم من ذلك، فقد تم التغاضي عن هذا التجمع الكبير حتى الآن، وربما يرجع ذلك جزئيًا إلى أن البكتيريا في المختبرات غالبًا ما تنمو في أوساط غنية بالمغذيات.
استراتيجية جديدة
وأيضًا، عندما يبحث الباحثون عن مضادات حيوية جديدة في الجينومات البكتيرية، فإنهم يقومون بالمسح بحثًا عن مجموعات الجينات الحيوية (BGCs) التي يمكن أن تكون مسؤولة عن إنتاج جزيئات فردية. لكن فريق براون حدد مجموعة من أربع مجموعات – المجموعة الضخمة – التي لا تنتج جزيءًا واحدًا فقط، بل أربعة جزيئات تعمل بطرق مختلفة لتعيق مسار البيوتين. كشفت دراسة متأنية أن ثلاثًا من المجموعات تنتج جزيئات مضادات حيوية – سترافيدين، وأسيدوميسين، وداباميسين – والتي تحبط كل منها إنزيمًا مختلفًا في مسار التخليق الحيوي للبيوتين. تنتج المجموعة الرابعة المتبقية حمض 2-ميثيل-7-كيتو-8-أمينوبيلارغونيك، أو α-Me-KAPA، والذي يبدو أنه جزيء وهمي يحل محل سلائف البيوتين، ويختطف المسار بشكل أساسي لإنتاج شبيه البيوتين عديم الفائدة.
