Широко известны симбиотические бактерии, живущие в клубеньках, которые образуются на корнях растений из семейства бобовых. Они помогают растениям усваивать азот и способствуют их росту и развитию. Теперь ученые выяснили, что такие бактерии способны также вырабатывать антибиотики, защищая растения. В работе принимали участие исследователи из Института биологии гена РАН, Калифорнийского университета в Беркли, Сколтеха, Упсальского университета, химического факультета и факультета биоинженерии и биоинформатии МГУ, Иллинойского университета, Национального медицинского исследовательского центра фтизиопульмонологии и инфекционных заболеваний, НИИ Физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского МГУ, Университета Париж-Сакле и Университета штата Нью-Джерси. Руководил командой исследователей профессор Константин Северинов.
Обнаруженный антибиотик получил название «фазолицин». Его производитель — бактерия неопознанного пока вида Rhizobium sp., живущая в корнях дикой фасоли (Phaseolus vulgaris), обнаруженной в тропическом лесу в заповеднике Лос-Тустлас в Мексике. Используя компьютерный и биоинформационный анализ, профессор Северинов и его коллеги предсказали существование фазолицина, а затем подтвердили его существование в лаборатории. Они раскрыли структуру молекулы антибиотика и показали, что он нацелен на рибосомы в бактериальных клетках. Можно изменять чувствительность бактерий к антибиотику путем введения мутаций в рибосомы.
Ученые полагают, что клубеньковых бактерий, живущих в культурных сортах фасоли и в других бобовых растениях — горохе, бобах, сое, чечевице, нуте, арахисе, — можно будет научить производить этот антибиотик. «Мы надеемся показать, что бактерию можно использовать в качестве "растительного пробиотика", потому что фазолицин будет препятствовать росту других потенциально вредных бактерий в корневой системе растений, имеющих важное значение для сельского хозяйства, — сказал профессор Константин Северинов. — Устойчивость к антибиотикам является огромной проблемой как в медицине, так и в сельском хозяйстве, и постоянные поиски новых антибиотиков очень важны, поскольку они могут стать источником будущих антибактериальных препаратов».
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
