صمم فريق من جامعة Manchester بكتيريا أمعاء، لإنتاج فئة جديدة من المضادات الحيوية باستخدام الروبوتات. وهذه المضادات الحيوية، المعروفة باسم polyketides من الدرجة الثانية، يتم إنتاجها بشكل طبيعي عن طريق بكتيريا التربة ولها خصائص مضادة للميكروبات التي تعتبر حيوية في صناعة الأدوية الحديثة لمكافحة الأمراض المعدية والسرطان. قد يكون هذا الاختراق أمرًا حيويًا في القتال المستمر ضد مقاومة مضادات الميكروبات، حيث يمكن الآن استخدام أنظمة الروبوت الآلي المطورة حديثًا لإنشاء مضادات حيوية جديدة بطريقة سريعة وفعالة. ونشر العمل في مجلة
PLOS Biology.
استكشاف سريع
يصعب عمل بكتيريا Escherichia coli المنتجة بشكل طبيعي لأنها تنمو في كتل كثيفة لا تتوافق مع الأنظمة الآلية المستخدمة في أبحاث التكنولوجيا الحيوية الحديثة. ولكن من خلال نقل آلية الإنتاج من بكتيريا التربة إلى E. coli، أصبح فريق Manchester الآن يتيح هذه الفئة من المضادات الحيوية للوصول إلى استكشاف أسرع بكثير.
الطبيعة والمواد الكيميائية
قال أستاذ البيولوجيا التخليقية إريكو تاكانو: إن الطبيعة عبارة عن كنز ضخم للمركبات الكيميائية القوية لعلاج مجموعة واسعة من الأمراض. ومع ذلك، فإن المواد الكيميائية الأكثر إثارة للاهتمام غالبا ما تأتي من الكائنات الحية التي يصعب التعامل معها في المختبر، وأظهرت المجموعة التي يرأسها تاكانو إمكانات هذا النهج، وذلك من خلال الجمع بين آلات إنتاج البكتيريا والإنزيمات من النباتات والفطريات، وكان من الممكن إنتاج مركبات كيميائية جديدة لم يسبق لها مثيل في الطبيعة. باستخدام منصة التوصيل والتشغيل هذه. كما سيكون من الممكن الآن استكشاف polyketides وهندستها باستخدام أنظمة روبوتية لتطوير polyketides جديدة ومتنوعة بطريقة آلية وسريعة ومتعددة الاستخدامات.
أنشطة معززة وجديدة
أوضح تانكو قائلا: لقد كان هذا عقبة كبيرة أمام عملنا في النوع الثاني من الببتيدات المتعددة، وهي مجموعة من المواد الكيميائية المهمة، والتي تنتج في الغالب عن طريق بكتيريا التربة والكائنات الحية الدقيقة الأخرى التي تشكل تحديا للنمو. ومن خلال نقل آليات الإنتاج لهذه المركبات بنجاح إلى مختبر العمود الفقري بكتريا E. coli، يمكننا أخيرًا إنتاج وهندسة الببتيدات من النوع الثاني في أنظمتنا الآلية السريعة. وهذا لا يسمح لنا فقط بتجربة polyketides جديدة بطريقة تلقائية، ولكننا سنكون قادرين أيضًا على إعادة كتابة تسلسل الحمض النووي لمسارات التخليق الحيوي للمضادات الحيوية وضمها بمكونات جديدة من الكائنات الحية الأخرى، مثل النباتات الطبية والفطريات، إلى إنتاج أشكال مختلفة من المضادات الحيوية، بما في ذلك المركبات التي لا تنتجها المسارات الطبيعية، والتي قد يكون لها أنشطة معززة أو جديدة في علاج الأمراض المهمة. ويستغرق الأمر عامًا كاملًا لعمل واختبار عشرة مضادات حيوية محتملة جديدة، ولكن هذا النظام الآلي يمكن أن يصنع الآلاف في ذلك الوقت. وهذا من شأنه أن يقلل بشكل كبير من الوقت الذي تستغرقه المضادات الحيوية الجديدة للوصول إلى المرضى، وتوفير المرونة اللازمة للرد على سلالات مسببات الأمراض الجديدة وتفشي المرض.
PLOS Biology.
استكشاف سريع
يصعب عمل بكتيريا Escherichia coli المنتجة بشكل طبيعي لأنها تنمو في كتل كثيفة لا تتوافق مع الأنظمة الآلية المستخدمة في أبحاث التكنولوجيا الحيوية الحديثة. ولكن من خلال نقل آلية الإنتاج من بكتيريا التربة إلى E. coli، أصبح فريق Manchester الآن يتيح هذه الفئة من المضادات الحيوية للوصول إلى استكشاف أسرع بكثير.
الطبيعة والمواد الكيميائية
قال أستاذ البيولوجيا التخليقية إريكو تاكانو: إن الطبيعة عبارة عن كنز ضخم للمركبات الكيميائية القوية لعلاج مجموعة واسعة من الأمراض. ومع ذلك، فإن المواد الكيميائية الأكثر إثارة للاهتمام غالبا ما تأتي من الكائنات الحية التي يصعب التعامل معها في المختبر، وأظهرت المجموعة التي يرأسها تاكانو إمكانات هذا النهج، وذلك من خلال الجمع بين آلات إنتاج البكتيريا والإنزيمات من النباتات والفطريات، وكان من الممكن إنتاج مركبات كيميائية جديدة لم يسبق لها مثيل في الطبيعة. باستخدام منصة التوصيل والتشغيل هذه. كما سيكون من الممكن الآن استكشاف polyketides وهندستها باستخدام أنظمة روبوتية لتطوير polyketides جديدة ومتنوعة بطريقة آلية وسريعة ومتعددة الاستخدامات.
أنشطة معززة وجديدة
أوضح تانكو قائلا: لقد كان هذا عقبة كبيرة أمام عملنا في النوع الثاني من الببتيدات المتعددة، وهي مجموعة من المواد الكيميائية المهمة، والتي تنتج في الغالب عن طريق بكتيريا التربة والكائنات الحية الدقيقة الأخرى التي تشكل تحديا للنمو. ومن خلال نقل آليات الإنتاج لهذه المركبات بنجاح إلى مختبر العمود الفقري بكتريا E. coli، يمكننا أخيرًا إنتاج وهندسة الببتيدات من النوع الثاني في أنظمتنا الآلية السريعة. وهذا لا يسمح لنا فقط بتجربة polyketides جديدة بطريقة تلقائية، ولكننا سنكون قادرين أيضًا على إعادة كتابة تسلسل الحمض النووي لمسارات التخليق الحيوي للمضادات الحيوية وضمها بمكونات جديدة من الكائنات الحية الأخرى، مثل النباتات الطبية والفطريات، إلى إنتاج أشكال مختلفة من المضادات الحيوية، بما في ذلك المركبات التي لا تنتجها المسارات الطبيعية، والتي قد يكون لها أنشطة معززة أو جديدة في علاج الأمراض المهمة. ويستغرق الأمر عامًا كاملًا لعمل واختبار عشرة مضادات حيوية محتملة جديدة، ولكن هذا النظام الآلي يمكن أن يصنع الآلاف في ذلك الوقت. وهذا من شأنه أن يقلل بشكل كبير من الوقت الذي تستغرقه المضادات الحيوية الجديدة للوصول إلى المرضى، وتوفير المرونة اللازمة للرد على سلالات مسببات الأمراض الجديدة وتفشي المرض.