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!




Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...


Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...


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...

Предпосылки, условия и движущие силы психического развития Предпосылки –это факторы. Факторы психического развития –это ведущие детерминанты развития чел. К ним относят: среду...

Анализ микросреды предприятия Анализ микросреды направлен на анализ состояния тех со­ставляющих внешней среды, с которыми предприятие нахо­дится в непосредственном взаимодействии...

Типы конфликтных личностей (Дж. Скотт) Дж. Г. Скотт опирается на типологию Р. М. Брансом, но дополняет её. Они убеждены в своей абсолютной правоте и хотят, чтобы...

Деятельность сестер милосердия общин Красного Креста ярко проявилась в период Тритоны – интервалы, в которых содержится три тона. К тритонам относятся увеличенная кварта (ув.4) и уменьшенная квинта (ум.5). Их можно построить на ступенях натурального и гармонического мажора и минора.  ...

Понятие о синдроме нарушения бронхиальной проходимости и его клинические проявления Синдром нарушения бронхиальной проходимости (бронхообструктивный синдром) – это патологическое состояние...

Опухоли яичников в детском и подростковом возрасте Опухоли яичников занимают первое место в структуре опухолей половой системы у девочек и встречаются в возрасте 10 – 16 лет и в период полового созревания...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия