Антибиотики

Со времени открытия пенициллина в конце 1920-х годов из различных микроорганизмов были выделены тысячи антибиотиков, обла­дающих разной специфичностью и разным ме­ханизмом действия. Их широкое применение для лечения инфекционных заболеваний помог­ло сохранить миллионы жизней. Подавляющее большинство основных антибиотиков было вы­делено из грамположительной почвенной бакте­рии Streptomyces, хотя их продуцируют также грибы и другие грамположительные и грамотрицательные бактерии.

В настоящее время в рамках обширных исследовательских программ по скринингу природных микробных сообществ каждый год ученые обнаружи­вают от 100 до 200 новых антибиотиков, многие из которых имеют уникальные структуры и характеристики. Однако получение и кли­нические испытания новых препаратов обходят­ся очень дорого и занимают много времени. Поэтому в продажу поступают не более 1-2% всех об­наруживаемых этим путем антибиотиков. Большой эффект здесь может дать технология рекомбинантных ДНК. Во-первых, с ее помощью можно созда­вать новые антибиотики с уникальной структу­рой, оказывающие более мощное воздействие на определенные микроорганизмы и обладаю­щие минимальными побочными эффектами. Во-вторых, генноинженерные подходы могут использоваться для увеличения выхода уже известных анти­биотиков и соответственно для снижения стои­мости их производства.

Однако на пути использования генно-инженерных технологий имеется целый ряд препятствий. Это связано с тем, что синтез молекул антибиотиков является сложным многостадийным процессом, включающим в себя различные типы химических реакций и требующим большого числа ферментов различных классов. Общее число генов, задействованных для их синтеза, может достигать до 1-2 и более % от общего числа генов, и они могут иметь различную локализацию в хромосомах. Все это существенно затрудняет анализ путей биосинтеза антибиотиков и идентификацию отдельных мутаций, способных увеличить выход продукта. Поэтому, пока, большинство известных в настоящее время высокопродуктивных штаммов продуцентов антибиотиков получено традиционными методами мутагенеза и селекции.