Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

SYNTHETIC BIOLOGY APPROACHES TO NEW ANTIBIOTICS





One of the most exciting approaches to emerge recently is the potential to apply synthetic biology to antibiotic production, discovery and manipulation. Synthetic biology can be thought of as the repurposing or redesign of biological systems for novel applications. The clustering of secondary metabolite genes offers a big advantage to the manipulation of their function, expression levels and production. Whilst synthetic biology is one of the current 'buzz' words in biology, this manipulation of antibiotic biosynthetic clusters is not particularly new. Since the mid-1980s, various groups interested in Streptomyces have been trying to make so-called 'non-natural natural products' using an approach called combinatorial biosynthesis (using genetic engineering to modify biosynthetic pathways to make new compounds). The ability to manipulate these clusters using molecular biology offers several advantages, not only in terms of generating novel activities, but also improving the pharmacokinetics of drugs, and reducing toxicity.

One group of secondary metabolites that has been amenable to combinatorial biosynthesis and has received lots of attention is the polyketides. Polyketides are synthesised by large multimodular enzymes that link simple precursors, chains that are tethered to an acyl carrier module on the enzyme. Manipulation of these multimodular enzymes then allows for alteration of the metabolite chain. Several

methods have been used, such as those where simple gene disruptions can alter one of the chemical reactions during biosynthesis, resulting in longer or shorter chains, or without additional chemical decorations. Interestingly, one approach that has yielded amazing results is the formation of hybrid polyketides simply by transferring polyketide clusters into organisms producing related molecules. This allows the machinery from one cluster to modify the product in another in a very simple manner.

TOWARDS A TRULY SYNTHETIC BIOLOGY OF ANTIBIOTICS

The relatively simple experiments that have been carried out to date have wide-ranging implications; however, now we can couple these with the advances in molecular biology such as assembly of large DNA fragments, ligation-free cloning, and the advent of 'BioBrick' technology to create a truly synthetic biology for antibiotics. The multitude of secondary metabolite biosynthetic clusters available in the sequence databases means that we can assemble any enzyme simply from short oligonucleotides, introduce it into any biosynthetic cluster and examine the potential to alter the characteristics of the metabolite produced.

Of course, there are limitations to the modifications that certain chemical scaffolds are amenable to; however, we can envisage the very first, truly synthetic antibiotic biosynthetic gene cluster in the not-too-distant future. The assembly could be undertaken using BioBrick-type technology where each genetic unit is pieced together like LEGO bricks until a complete cluster is assembled. There is still a lot of work to undertake, as with any synthetic biology project. We need to understand and develop good regulatory sequences and promoters, and efficient ribosome-binding sites for manipulating expression levels and the overall logistics of piecing these together. Yet all of these approaches are tantalisingly within our grasp and will enable us to carry out bio-inspired chemistry synthetically in a bacterium in the near future.

c) Post-reading Stage.

- Are the sentences “true” or “false”?

1) One of the most exciting approaches to emerge recently is the potential to apply physics to antibiotic production.

2) Synthetic biology deals with the repurposing or redesigning of biological systems for novel applications.

3) This manipulation of antibiotic biosynthetic clusters is particularly new.

4) According to the synthetic biology we can assemble any enzyme from short oligonucleotides.

5) There no limitations to the modifications that certain chemical scaffolds are amenable to.

6) We can visage the very first synthetic antibiotic biosynthetic gene cluster in the distant future.

7) This synthetic biology project is finished.

 

- Find ajectives which go together with the following nouns from the text:

Approach, biology, production, application, cluster, biosynthesis, chemistry, future.

 







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 623. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...


Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...


Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...


Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Психолого-педагогическая характеристика студенческой группы   Характеристика группы составляется по 407 группе очного отделения зооинженерного факультета, бакалавриата по направлению «Биология» РГАУ-МСХА имени К...

Общая и профессиональная культура педагога: сущность, специфика, взаимосвязь Педагогическая культура- часть общечеловеческих культуры, в которой запечатлил духовные и материальные ценности образования и воспитания, осуществляя образовательно-воспитательный процесс...

Устройство рабочих органов мясорубки Независимо от марки мясорубки и её технических характеристик, все они имеют принципиально одинаковые устройства...

Гидравлический расчёт трубопроводов Пример 3.4. Вентиляционная труба d=0,1м (100 мм) имеет длину l=100 м. Определить давление, которое должен развивать вентилятор, если расход воздуха, подаваемый по трубе, . Давление на выходе . Местных сопротивлений по пути не имеется. Температура...

Огоньки» в основной период В основной период смены могут проводиться три вида «огоньков»: «огонек-анализ», тематический «огонек» и «конфликтный» огонек...

Упражнение Джеффа. Это список вопросов или утверждений, отвечая на которые участник может раскрыть свой внутренний мир перед другими участниками и узнать о других участниках больше...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.009 сек.) русская версия | украинская версия