Современная наука совершила революционный скачок в изучении почвенных экосистем: исследовательская группа разработала принципиально новую методологию, предоставляющую беспрецедентный доступ к скрытому разнообразию почвенной микробиоты. Это открытие привело к идентификации множества неизвестных ранее бактериальных таксонов и выделению двух инновационных антимикробных соединений с уникальными механизмами действия. Публикация в авторитетном издании Nature Biotechnology свидетельствует о фундаментальной значимости данного исследования для развития микробиологии и фармакологической науки.
Ключевым ограничением традиционных микробиологических подходов являлась невозможность культивации примерно 99% почвенных микроорганизмов in vitro. Несмотря на то, что почвенные экосистемы представляют собой крупнейший резервуар микробного биоразнообразия, они оставались практически неисследованными. Научный коллектив под руководством профессора Шона Ф. Брэди из Рокфеллеровского университета предложил инновационную парадигму, позволяющую полностью исключить этап лабораторного культивирования.
Методологическая триада исследования включает эЭкстракцию высокомолекулярной геномной ДНК непосредственно из почвенных матриксов, применение передовой технологии нанопорового секвенирования длинных чтений и комплексную биоинформатическую реконструкцию полных бактериальных геномов.
Прорывной характер методики заключается в достижении беспрецедентной длины секвенированных фрагментов десятки тысяч пар оснований, что на два порядка превышает возможности конвенциональных подходов. В рамках анализа единого образца лесной почвы получен рекордный объем данных 2,5 терабаз генетических последовательностей, что представляет собой наиболее полный метагеномный анализ почвенного образца в истории науки.
Результаты биоинформатического анализа демонстрируют реконструкцию сотен полных бактериальных геномов, обнаружение таксономических единиц, из которых свыше 99% являются новыми для науки, идентификацию генетических детерминант биосинтеза антибиотиков.
С использованием инструментов синтетической биологии осуществлена трансляция генетических отпечатков в функциональные молекулы, результатом чего стало открытие двух перспективных антибиотиков:
Эрутацидин - соединение с инновационным механизмом действия, направленным на нарушение целостности бактериальных мембран посредством специфического взаимодействия с фосфолипидом кардиолипином;
Тригинтамицин - ингибитор АТФ-зависимой протеазной системы ClpX, представляющий редкую и высокоспецифичную антибактериальную мишень.
Представленная методология обладает значительным потенциалом для масштабирования и адаптации к различным метагеномным нишам beyond почвенных экосистем. Данное открытие инициирует новую эпоху в открытии фармакологически активных соединений и расшифровке микробного разнообразия биосферы, сообщает RuTab.
Обратите внимание: Известная индийская провидица Арчена предсказала будущее России в 2026 году - подробности