Бактерия Pseudomonas syringae — опасный враг сельского хозяйства, но при этом она умеет производить множество биологически активных веществ. Возможно, именно они помогают ей выживать в меняющихся условиях и побеждать конкурентов. Ученые изучили 18 штаммов этого микроорганизма, проанализировав их генетический потенциал с помощью современных биоинформатических методов.

Результаты опубликованы в издании Angewandte Chemie International Edition.

В ДНК бактерии нашли 231 генный кластер, отвечающий за синтез природных соединений. Особенно много среди них генов, кодирующих NRPS — ферменты, которые создают вещества для борьбы с конкурентами и адаптации к среде.

Комбинация компьютерного анализа, химических экспериментов и биотестов позволила открыть два новых семейства соединений: сирилипамиды и сецимиды. Это небольшие молекулы, которые эффективно убивают грибы и амеб, но при этом действуют избирательно. В будущем их можно использовать для защиты растений или как основу для новых лекарств.

Мы обнаружили еще и неизвестный ранее фермент — SecA, — говорит Шуайбин Чжан, первый автор работы. — Он добавляет атомы хлора к органическим соединениям, делая их сложнее и активнее.

Пьер Штальфорт, руководитель проекта, добавляет:

Хлорированные природные вещества востребованы в фармацевтике — возможно, они станут основой для антибиотиков, противораковых препаратов или средств защиты растений.

Эти открытия важны не только для биотехнологии, но и для понимания экологии. Pseudomonas syringae — не просто патоген, а сложный организм, который борется за выживание, используя химическое оружие. Изучение таких взаимодействий — ключевое направление работы исследователей из Йенского университета и Института Лейбница.

Польза исследования

Для сельского хозяйства:

• Замена химических пестицидов на природные соединения, которые точечно действуют на грибы-паразиты, но безопаснее для растений.
• Устойчивость к таким веществам у патогенов будет развиваться медленнее.

Для медицины:

• Сецимиды и сирилипамиды могут стать основой для новых противогрибковых препаратов.
• Фермент SecA позволяет модифицировать молекулы, повышая их активность — это полезно при создании антибиотиков.

Для науки:

• Понимание, как бактерии конкурируют в природе, поможет предсказывать эволюцию патогенов.

Отметим, что исследование сосредоточено на генетическом потенциале бактерии, но большая часть обнаруженных кластеров не активирована в лабораторных условиях. Без выделения и тестирования реальных веществ говорить о практическом применении рано. Кроме того, токсичность для амеб — не гарантия эффективности против человеческих патогенов.

Ранее ученые открыли молекулярный механизм бактериальной инфекции.