엘레프테리아 테레아
Eleftheria terrae| 엘레프테리아 테레아 | |
|---|---|
| 과학적 분류 | |
| 도메인: | |
| 망울: | |
| 클래스: | |
| 속: | 엘레프테리아 |
| 종: | 테래 |
| 이항식 이름 | |
| 엘레프테리아 테레아 링 외, 2015년 | |
엘레프테리아 테리아는 최근에 발견된 그램 음성 박테리아다.[1] E. 테래는 2014년에야 발견되었으며, 아직 과학적인 연구를 진행 중이기 때문에 이 유기체의 임시 명칭이다. 이전에 알려지지 않았던 티호박틴이라는 항생제를 생산하는 것으로 밝혀졌다. 테라균의 발견은 1980년대 합성시대 이후 처음으로 발견된 새로운 항생제인 만큼 새로운 항생제 시대를 대표할 수 있다.[2] 이전의 연구는 E.테레와 같은 다른 상상할 수 없는 박테리아들이 새로운 항균제의 개발에 잠재력을 가지고 있다는 것을 보여주었다.[1]
디스커버리
2015년 현재 박테리아 종의 99%가 배양되지 않았으며 아이칩과 같은 첨단 수단을 필요로 하고 있다.[3] E.테래는 과학자들의 애칭인 "미생물 암흑 물질"이 새로운 과학적 방법으로 배양한 박테리아 중 하나이다.[1] L. Ling이 이끄는 노보바이오틱스 제약의 연구팀은 2014년 가을, 노스이스트 대학교에서 개발한 아이칩 또는 격리 칩 기술이라는 기술을 사용하여 메인 주의 한 분야에서 엘레프테리아 테라를 발견했다.[4] 아이칩은 192개의 구멍이 뚫려있는 작은 플라스틱 블록이다.[3] 그 구멍들은 배양 배지로 채워지고, 그 다음 각 구멍에 박테리아를 한 개씩만 침전시키기 위해 희석된 흙으로 접종된다.[3] 구멍에 박테리아를 침전시킨 후 아이칩은 반투과성 막으로 양쪽을 덮고 원래의 흙 상자에 넣는다.[3] 투과성 막은 토양에서 나오는 영양소와 성장인자를 확산시키고 오직 한 종의 생장을 가능하게 한다.[3] 링 외 연구진은 향후 항균 활동을 위해 약 1만 개의 아이칩 성장을 차단했고, E.테리아는 희망적인 듯 보였다.[1] 이 기술은 실험실이 이전에 "초과할 수 없는" 미생물을 재배할 수 있게 함으로써 훨씬 더 많은 항생제를 발견할 수 있는 잠재력을 가지고 있다.[5]
일반적 특성
E.테래는 그램 음성 박테리아로 항생제 티호박틴을 생산한다. E. 테래는 여러 가지 다른 성장 조건 하에서 항균 활동을 성장시키고 생산하지만, R4 발효 육수에서는 최적으로 작용한다. R4 발효 육수는 포도당 10g, 효모 추출물 1g, 카사미노산 0.1g, 프롤라인 3g, MgCl2·6으로 구성된다.H2O, 4g CaCl2·2HO2, 0.2g KSO24, pH 7에서 탈이온 HO2 L당 5.6g TES 자유산.[1] 에테리아의 신진대사와 생태학은 아직 광범위하게 기록되지 않았다.
필로제니
E.테리아는 베타-단백질균에 속한다.[1] 이 유기체의 게놈 염기서열 분석 결과, 컴퓨터 분석으로 수행된 16S rRNA 유전자 염기서열 분석과 DNA-DNA 교배작용을 바탕으로 E.테리아는 이전에 알려지지 않았던 유전자 구성의 한 종족인 아쿠아박테리아에 속한다는 결론을 내렸다.[1] 아쿠아박테리아 속 유기체는 E.테리아의 발견 전까지 항생제를 생산하는 것으로 알려져 있지 않았다.[1]
게노믹스
링과 그녀의 팀은 E.테리아의 게놈 서열을 분석했고, TUCF Genomics에 의한 사내 파이프라인을 사용하여 길이가 6.6Mbp인 것으로 추정했다.[1] 초안 게놈을 조립한 후 아데닐화 영역과 밀접하게 관련된 시퀀스를 검사했다.[1] teixobactin 생합성 경로에 대해 코드화한 것으로 밝혀진 콘틱은 수동으로 편집하여 순서대로 배치하였다.[1] 이를 통해 별도로 조립된 다른 콘티그의 조합이 가능해졌다.[1] 게놈에 남아 있던 틈은 PCR과 생어 염기서열 분석으로 개발한 브리징 파편을 이용해 채웠다.[1] 그 틈새들은 증폭에 사용된 것과 같은 프라이머를 사용하여 닫혔다.[1]
항생제 생산
E. 테래의 티호박틴 생산은 두드러진다. 왜냐하면 최근 실험에서 티호박틴은 보통 사용되는 대부분의 항생제와는 다르게 결합되어 있어서 공격을 받는 박테리아가 내성을 발달시키는 것을 더 어렵게 만든다는 것이 밝혀졌기 때문이다.[1] 링 등이 수행한 실험 티호박틴은 박테리아 세포벽의 일부를 구성하는 펩티도글리칸의 지질 전구체에 결합할 수 있다는 것을 보여주었다.[1] 연구 결과는 포도상구균 아우레우스와 미코박테리움 결핵 등 연구 대상 유기체에서 티호박틴에 대한 저항성을 전혀 보이지 않았다.[1] 이러한 발견은 teixobactin의 대상이 단백질이 아님을 나타내며, teixobactin에 대한 박테리아 저항성의 발달 가능성이 훨씬 낮다는 믿음을 갖게 한다.[1] 이러한 실험은 또한 티호박틴이 펩티도글리컨의 지질 II 분자에 결합하는 항생제 반코마이신과 유사한 작용 메커니즘을 따른다는 것을 보여주었지만, 반코마이신과는 달리 티호박틴은 반코마이신 내성균에서 발견되는 변형 지질 II 분자에 결합할 수 있다.[1] 테익소박틴의 펩티도글리칸 합성에 대한 억제는 링이 펩티도글리칸의 생합성에 중요한 단계인 언데카프레닐-N-아세틸무라믹산-펜타펩타이드의 축적을 발견함으로써 더욱 설명된다.[1] 링의 실험에 따르면 티이소박틴은 지질 I, 지질 II, 언카프레닐 피로인산염 중 하나에 결합해 펩티도글리칸 합성을 억제할 수 있다.[1] 티호박틴도 효소 활동을 차단하기보다는 펩티도글리칸 전구체에 구체적으로 관여하는 것 같았다.[1]
참조
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v Ling LL, Schneider T, Peoples AJ, Spoering AL, Engels I, Conlon BP, Mueller A, Schäberle TF, Hughes DE, Epstein S, Jones M, Lazarides L, Steadman VA, Cohen DR, Felix CR, Fetterman KA, Millett WP, Nitti AG, Zullo AM, Chen C, Lewis K (7 January 2015). "A new antibiotic kills pathogens without detectable resistance". Nature. 517 (7535): 455–459. Bibcode:2015Natur.517..455L. doi:10.1038/nature14098. PMC 7414797. PMID 25561178.
- ^ Wright, Gerard (7 January 2015). "Antibiotics: An irresistible newcomer". Nature. 517 (7535): 442–444. Bibcode:2015Natur.517..442W. doi:10.1038/nature14193. PMID 25561172. S2CID 4464402.
- ^ a b c d e Nichols, D.; Cahoon, N.; Trakhtenberg, E. M.; Pham, L.; Mehta, A.; Belanger, A.; Kanigan, T.; Lewis, K.; Epstein, S. S. (19 February 2010). "Use of Ichip for High-Throughput In Situ Cultivation of "Uncultivable" Microbial Species". Applied and Environmental Microbiology. 76 (8): 2445–2450. doi:10.1128/AEM.01754-09. PMC 2849220. PMID 20173072.
- ^ Servick, Kelly (7 January 2015). "Microbe found in grassy field contains powerful antibiotic". Science. doi:10.1126/science.aaa6305.
- ^ Ledford, Heidi (7 January 2015). "Promising antibiotic discovered in microbial 'dark matter'". Nature. doi:10.1038/nature.2015.16675. S2CID 87719690.
