克隆表达被FDA认可的抗生素

　　

生物通报道：最近伊利诺斯大学研究人员成功使一种抗生素在其非天然菌（non-native host，生物通编着译）中合成，预计这项成果有助于研制治疗细菌感染的新措施。

日益加剧的抗生素抗性极大地威胁人类健康，需要发展抵抗病原体的新途径。磷霉素（Fosfomycin）被食品和药品管理局批准，可用于治疗各种细菌感染的一种天然抗生素，有研究证实其能治疗已经对青霉素和万古霉素产生抗性的细菌感染。

磷霉素是由一系列膦酸（phosphonic acids，含有碳——磷键）组成的复合物，能够抑制细菌细胞壁形成所需的一种酶的活性。“膦酸是尚未经过开发的具有治疗人类疾病潜在价值的生物活性成分，”化学和生物分子工程教授赵惠民（Huimin Zhao，音译）说，“我们希望弄清磷霉素的全部工作机理。”

刊登于11月27日《Chemistry and Biology》的一篇文章报道，赵教授和化学教授Wilfred A. van der Donk首次在非磷霉素天然菌中成功合成磷霉素。

多种细菌可以产生磷霉素，但是产量都很低。研究人员利用伊利诺斯州微生物学研究员William W. Metcalf发明的克隆方法，克隆出磷霉素合成所需的重要基因，然后转到非天然菌中，产生大量的磷霉素。

当从磷霉素天然菌Streptomyces fradiae中将磷霉素基因分离后，发现该菌某些基因的活性被关闭了。接着，研究人员在非天然菌（Streptomyces lividians）中测量磷霉素的表达情况。

赵和van der Donk在研究生Ryan Woodyer、Zengyi Shao的帮助下，发现合成磷霉素不仅仅需要表达磷霉素的基因，还需要那些活性被抑制的基因的帮助。

“我们希望能够在Escherichia coli中表达磷霉素，因为那样就可以利用不同的蛋白和代谢工程工具对磷霉素生物合成途径进行操作。最终，我们能够将磷霉素的生产成本降低。”

先前已经发现了磷脂酶生物合成有关的四种重要基因和部分途径，但是研究人员仍无法在非天然菌中表达磷霉素，赵的发现提示其生物合成途径特别需要附加基因的参与。（生物通记者 子元）