Исследователи совершили прорыв в изучении уникального природного антибиотика, синтезируемого почвенными бациллами. Макролактин А, известный научному сообществу уже более трех десятилетий, проявил себя как эффективное средство борьбы с патогенными микроорганизмами благодаря способности блокировать синтез белков в их клетках. Это открытие открывает многообещающие перспективы в создании экологически безопасных средств защиты агрокультур и инновационных препаратов против инфекций.
Современное сельское хозяйство сталкивается с серьезной проблемой — ежегодные потери до 40% урожая из-за вредоносных грибков и бактерий. На смену традиционным пестицидам, часто наносящим урон экологии и здоровью людей, приходят инновационные биологические препараты. Их действие основано на естественных механизмах защиты — полезные микроорганизмы вырабатывают антибиотики, создавая природный барьер против патогенов.
Особый интерес представляет бактерия Bacillus velezensis, широко распространенная в природной микрофлоре растений. Она производит макролактин А — вещество с впечатляющим спектром действия против различных патогенных микроорганизмов. Помимо антибактериальных свойств, соединение демонстрирует противовоспалительную и противоопухолевую активность. Понимание механизма его действия критически важно для разработки новых эффективных препаратов целенаправленного действия.
Объединенная команда специалистов из ведущих научных центров провела комплексное исследование механизма действия макролактина А. Ученые Тюменского государственного университета выделили это вещество из метаболитов почвенных бактерий. Специалисты из Казани с помощью современного оборудования подтвердили его химическую структуру, используя ядерный магнитно-резонансный спектрометр.
Исследователи МГУ имени М.В. Ломоносова раскрыли механизм действия вещества на молекулярном уровне. Выяснилось, что макролактин А влияет на важнейший белок рибосом — фактор элонгации Tu, отвечающий за биосинтез белка в клетках. Это открытие подтвердилось благодаря инновационной системе биосенсоров и генетическому анализу устойчивых к антибиотику бактерий.
Лабораторные испытания продемонстрировали эффективность макролактина А против различных типов бактерий, включая золотистый стафилококк и кишечную палочку. Примечательно, что вещество по-разному воздействует на микроорганизмы: в одних случаях подавляет размножение, в других — полностью уничтожает патогены.
Особенно воодушевляющие результаты получены при исследовании безопасности вещества для человека. Тесты на культурах клеток человеческой кожи показали низкую токсичность макролактина А, сопоставимую с широко применяемым в медицине азитромицином. Это открывает перспективы создания безопасных средств защиты растений нового поколения.
Научный коллектив продолжает углубленное изучение макролактина А. В планах — исследование молекулы на атомарном уровне с применением криоэлектронной микроскопии и анализ влияния вещества на почвенную микрофлору. Эти данные помогут лучше понять роль природных антибиотиков в экосистемах.
Результаты исследования значительно расширяют понимание функциональной роли антибиотиков в микробном мире. Способность макролактина А регулировать белковый состав микробиоты открывает новые горизонты в создании экологически безопасных средств защиты растений и прогнозировании их влияния на окружающую среду.
В масштабном исследовании объединили усилия специалисты Сколковского института науки и технологий и НИИ биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, что подчеркивает комплексный подход к решению важной научной задачи.
Источник: scientificrussia.ru