Istraživački tim je nedavno objavio svoj članak, „Racionalno dizajniran zbirni CRISPRi-sek otkriva inhibitor bakterijske peptidil-tRNA hidrolaze“ u Izveštajima o ćelijama. U ovoj studiji, tim je napravio kolekciju bakterijskih mutanata kako bi im pomogao da shvate kako nova vrsta antimikrobnog molekula, otkrivena pomoću njihovih alata za veštačku inteligenciju, zaustavlja rast bakterija.
Njihovo istraživanje je sada identifikovalo jedinstvenu kombinaciju jedinjenja i njegove bakterijske mete, otvarajući uzbudljive mogućnosti za razvoj novog antibiotika. Tim uključuje dr A. S. M. Zisanur Rahman, Julieta Novomiski Nechcoff i dr Silvia T. Cardona. U ovom intervjuu, Univerzitet u Manitobi razgovara sa Kardonom, profesorom i diplomiranim saradnikom na Odeljenju za mikrobiologiju i stručnjakom za otkrivanje antibiotika kako bi pružio dublje razumevanje njenog istraživanja i nedavnog rada.
Izazov rezistencije na antibiotike je kritičan, a novi pristupi otkrivanju antibiotika su očajnički potrebni. Ako se ikada zapitate kako naučnici traže nove antibiotike, možda znate da je uključen neki ozbiljan detektivski rad da se pronađe i razume kako nova jedinjenja ubijaju zarazne bakterije.
Da. Antibiotik ubija bakterije tako što se vezuje za i ometa deo njihove ćelijske mašinerije. Ciljna mašina obično obavlja proces koji je neophodan za preživljavanje, tako da kada antibiotik inhibira ovu mašineriju, ćelija umire.
Smanjenje obilja cilja antibiotika može dovesti do toga da ćelija postane preosetljiva na antibiotik. dr Zisanur Rahman, nedavni dr. diplomirao u mojoj laboratoriji, primenio pametnu novu tehniku koristeći CRISPR alate za identifikaciju cilja antibiotika smanjenjem obilja različitih ćelijskih mašina i traženjem preosetljivih bakterija. Ovo je bio prilično veliki posao koji je uključivao koordinaciju sa studentom magistara Julesom Novomiski Nechcoffom i stažistom Mitacs Architom Devarajanom.
Koristimo CRISPR-interferenciju (poznatu i kao CRISPRi) umesto običnog CRISPR-a jer ova tehnika ne seče DNK, već umesto toga smanjuje ekspresiju gena. Ako smatramo da je običan CRISPR dugme za isključivanje zvuka, CRISPRi je kao da smanjite jačinu zvuka. Ovo nam omogućava da proučavamo esencijalne gene bez ubijanja ćelije koju želimo da analiziramo.
Zato što je ciljanje na esencijalne gene dobra strategija za razvoj novih antibiotika. Ako prekinete kritičnu ćelijsku funkciju, bakterije ne mogu da prežive. Ima smisla, zar ne? Udari ih tamo gde boli.
Zasigurno. Tradicionalne objedinjene biblioteke pate od neujednačenog rasta mutanata, što dovodi do gubitka važnih meta. Zisan je izgradio superefikasnu biblioteku CRISPR mutanata pod nazivom CIMPLE, što znači: „Zajednička biblioteka esencijalnih gena posredovana CRISPRi“.
To je fensi način da se kaže kolekcija bakterija, svaka sa različitim genom oborenim. Pažljivom analizom karakteristika rasta pojedinačnih CRISPRi mutanata, mogli bismo predvideti koji mutanti će biti nedovoljno zastupljeni u udruženom sistemu. Koristili smo CIMPLE na potpuno novom inhibitoru rasta, koji je prethodno otkrila AI, misteriozni lek.
Koristili smo CIMPLE na potpuno novom, nekarakterističnom inhibitoru rasta, misterioznom leku. Otkrili smo da novo jedinjenje cilja na peptidil-tRNA hidrolazu, ili Pth, koji je esencijalni bakterijski enzim koji pomaže u sintezi proteina. Da bismo nastavili rad na ovoj meti, sarađivali smo sa stručnjakom za ove vrste enzima: dr Iuri Polikanov, sa Univerziteta Ilinois u Čikagu.
Razvoj CIMPLE-a pruža robusniji i efikasniji metod za identifikaciju novih antibakterijskih ciljeva, što je ključno s obzirom na hitnu potrebu za novim antibioticima za borbu protiv rezistencije na lekove. Otkriće Pth kao mete za novi antimikrobni lek je direktan rezultat ove poboljšane metodologije. Dakle, u suštini, ovaj rad predstavlja novo, moćno sredstvo za otkrivanje antibiotika, i identifikovao je novu metu za antibakterijska jedinjenja.
