Zoektocht naar antibiotica krijgt boost door nieuwe software

De Wageningse universiteit kan sneller naar nieuwe antibiotica zoeken doordat duizenden genomen van een antibiotica-producerend organisme tegelijk zijn te analyseren en in kaart te brengen.

Trefwoorden: #antibiotica, #BiG-SCAPE, #biosynthetisch, #chemische structuren, #CORASON, #DNA, #genome mining, #genoom, #Marnix Medema, #microbiële metabolieten, #netwerkanalyse, #organisme, #software, #WUR

Lees verder

research

( Foto: ssilver - 123RF )

ENGINEERINGNET.BE - De meeste antibiotica zijn gebaseerd op stofjes gemaakt door bacteriën en schimmels. Zij zetten deze moleculen in om zich te beschermen tegen hun natuurlijke vijanden.

Onderzoekers gebruiken deze afweerstoffen vervolgens als nieuwe antibiotica. Hoewel de afgelopen decennia tienduizenden microbiële stofjes zijn ontdekt, is dat slechts een klein deel van de potentiële moleculen dat nog ontdekt kan worden.

Meer kennis van de diversiteit aan chemische structuren van deze zogeheten microbiële metabolieten is essentieel bij de ontwikkeling van antibiotica, antikankermedicijnen, maar bijvoorbeeld ook voedingssupplementen.

'Onze software BiG-SCAPE en CORASON neemt onderzoekers een hoop werk uit handen,' aldus Marnix Medema, universitair docent Bioinformatica. 'Er zijn honderdduizenden bacteriële genomen gesequenced (de DNA-code bepaald), en voor wetenschappers is het erg moeilijk om de onontgonnen metabole diversiteit in kaart te brengen en te weten welke in het laboratorium verder onderzocht moeten worden.'

De software helpt bij genome mining. Tot voor kort kon dit alleen op individuele genomen worden toegepast. Dit kostte veel tijd en stond een snelle uitbreiding van bijvoorbeeld het aantal beschikbare antibiotica in de weg.

Medema: 'Met onze softwareprogramma's kun je data van grote groepen genomen automatisch analyseren. Daardoor is het mogelijk om razendsnel de diversiteit aan biosynthetische routes in duizenden genomen tegelijk in kaart te brengen door ze met behulp van netwerkanalyse te groeperen in families en hun evolutionaire verwantschappen te ontrafelen.'

Dit heeft grote potentie voor het ontdekken van nieuwe medicinale stoffen, omdat met de software een enorme diversiteit van natuurlijke moleculen gevonden en getest kan worden om bijvoorbeeld de beste antibiotica te vinden.

In samenwerking met Amerikaanse onderzoekers hebben de onderzoekers dit succesvol toegepast om een wijdverbreide familie biosynthetische routes naar moleculen die bacteriën beschermen tegen antibiotica systematisch in kaart te brengen.