Это первый случай, когда неповрежденный кластер генов, вырабатывающих ботулинический нейротоксин, был обнаружен за пределами бактерии Clostridium botulinum или ее близких родственников, и только второе сообщение о новом ботулотоксине за последние 40 лет.Clostridium botulinum — опасный патоген, который образует сильнодействующий ботулинический токсин, который при попадании внутрь вызывает ботулизм, смертельное нейропаралитическое заболевание.
Но нейротоксин ботулина теперь также используется в ряде медицинских процедур, а также в косметических целях. Открытие этого нового типа ботулинического нейротоксина из неожиданного источника может еще больше расширить диапазон медицинских применений.
Гены, которые кодируют белок ботулотоксина вместе с дополнительными белками, которые защищают ботулотоксин и обеспечивают его функционирование, организованы в виде кластера генов. В новом исследовании, опубликованном в журнале FEBS Letters, ученые из Quadram Institute провели поиск в базе данных полных геномных последовательностей Национального центра биотехнологической информации. Используя методы биоинформатики, доктор Джейсон Брант и доктор Эндрю Картер, работая с профессором Майком Пеком и доктором Сандрой Стрингер, проверили эту базу данных на предмет других записей, которые были похожи на предсказанные белки, которые будет производить ген ботулинического токсина.
Исследование финансировалось Исследовательским советом по биотехнологии и биологическим наукам.Этот поиск выявил ранее не обнаруженный кластер генов, кодирующих новый нейротоксин ботулина и дополнительные белки в геноме разновидностей бактерий Enterococcus, выделенных из коровьего фекалия.
Бактерии энтерококка обычно обитают в желудочно-кишечном тракте животных и человека. Некоторые из них являются комменсалами, составляющими часть нормального микробиома, населяющего кишечник. Известно, что другие вызывают болезни.
Этот конкретный штамм был выделен из фекалий коров в США, но неизвестно, проявляла ли корова признаки ботулизма. Анализ показывает, что кластер генов, вероятно, будет активно экспрессироваться и продуцировать токсин, поэтому исследовательская группа заинтересована в проведении дальнейших исследований, чтобы понять, какие эффекты, переносящие эту бактерию, оказывают на животных.
Помимо понимания последствий обнаружения этого нового варианта кластера генов ботулизма у неклостридиальных видов кишечных бактерий, команда заинтересована в изучении того, как это может помочь в разработке новых методов лечения заболеваний. На основе моделирования трехмерной структуры исследователи обнаружили признаки того, что эта новая версия токсина может обладать новым механизмом нацеливания, который может позволить ей лечить более широкий спектр состояний.«После экспрессии в виде белка этот новый нейротоксин может обладать новыми свойствами, такими как иммуномодулирующие свойства, что делает его полезным для решения очень широкого круга медицинских проблем.
Он также может обладать свойствами, которые делают его идеальным кандидатом для использования в качестве альтернативы существующему ботулиническому раствору. нейротоксины, такие как Ботокс », — сказал доктор Джейсон Брант.«Это интригующий вопрос о том, как этот штамм Enterococcus приобрел кластер генов нейротоксина ботулина, какую пользу он приносит этой бактерии, и требуется дальнейшая работа для изучения последствий нашего важного открытия в отношении возможности его передачи между бактериями. . Для характеристики этого нового токсина также требуется дальнейшая работа, но первые признаки указывают на то, что это может быть очень важным открытием. Теперь мы определим эффективность этого нового ботулинического токсина и то, как его можно использовать в качестве терапевтического агента », — сказал д-р Эндрю.
Картер.