The research, which will be published May 29 in the journal Science Advances, was led by Blaine A. Pfeifer, an associate professor of chemical and biological engineering in the University at Buffalo School of Engineering and Applied Sciences. His team included first author Guojian Zhang, Yi Li and Lei Fang, all in the Department of Chemical and Biological Engineering.
For more than a decade, Pfeifer has been studying how to engineer E. coli to generate new varieties of erythromycin, a popular antibiotic. In the new study, he and colleagues report that they have done this successfully, harnessing E. coli to synthesize dozens of new forms of the drug that have a slightly different structure from existing versions.
Three of these new varieties of erythromycin successfully killed bacteria of the species Bacillus subtilis that were resistant to the original form of erythromycin used clinically.
'We're focused on trying to come up with new antibiotics that can overcome antibiotic resistance, and we see this as an important step forward,' said Pfeifer, Ph.D.
'We have not only created new analogs of erythromycin, but also developed a platform for using E. coli to produce the drug,' he said. 'This opens the door for additional engineering possibilities in the future; it could lead to even more new forms of the drug.'
The study is especially important with antibiotic resistance on the rise. Erythromycin is used to treat a variety of illnesses, from pneumonia and whooping cough to skin and urinary tract infections
Read more at: http://phys.org/news/2015-05-coli-popular-antibiotic.html#jCp
E. coli as a factory
Getting E. coli to produce new antibiotics has been something of a holy grail for researchers in the field.
That's because E. coli grows rapidly, which speeds experimental steps and aids efforts to develop and scale up production of drugs. The species also accepts new genes relatively easily, making it a prime candidate for engineering.
While news reports often focus on the dangers of E. coli, most types of this bacteria are actually harmless, including those used by Pfeifer's team in the lab.
Over the past 11 years, Pfeifer's research has focused on manipulating E. coli so that the organism produces all of the materials necessary for creating erythromycin. You can think of this like stocking a factory with all the necessary parts and equipment for building a car or a plane.
With that phase of the research complete, Pfeifer has turned to the next goal: Tweaking the way his engineered E. coli produce erythromycin so that the drug they make is slightly different than versions used in hospitals today.
That's the topic of the new Science Advances paper.
The process of creating erythromycin begins with three basic building blocks called metabolic precursors—chemical compounds that are combined and manipulated through an assembly line-like process to form the final product, erythromycin.
To build new varieties of erythromycin with a slightly different shape, scientists can theoretically target any part of this assembly line, using various techniques to affix parts with structures that deviate slightly from the originals. (On an assembly line for cars, this would be akin to screwing on a door handle with a slightly different shape.)
In the new study, Pfeifer's team focused on a step in the building process that had previously received little attention from researchers, a step near the end.
The researchers focused on using enzymes to attach 16 different shapes of sugar molecules to a molecule called 6-deoxyerythronolide B. Every one of these sugar molecules was successfully adhered, leading, at the end of the assembly line, to more than 40 new analogs of erythromycin—three of which showed an ability to fight erythromycin-resistant bacteria in lab experiments.
'The system we've created is surprisingly flexible, and that's one of the great things about it,' Pfeifer said. 'We have established a platform for using E. coli to produce erythromycin, and now that we've got it, we can start altering it in new ways.'
Explore further: Bioengineering efficient antibiotic biosynthesis in E. coli
More information: Tailoring pathway modularity in the biosynthesis of erythromycin analogs heterologously engineered in E. coli, Science Advances, advances.sciencemag.org/content/1/4/e1500077
Journal reference: Science Advances
Provided by: University at Buffalo
วิจัย ซึ่งจะถูกเผยแพร่เมื่อวันที่ 29 พฤษภาคมในรายความก้าวหน้าวิทยาศาสตร์ ถูกนำ โดย Blaine A. Pfeifer ศาสตราจารย์การวิศวกรรมเคมี และชีวภาพในมหาวิทยาลัยที่ควายโรงเรียนวิศวกรรมศาสตร์และวิทยาศาสตร์ใช้ ทีมงานของเขารวมแรกผู้เขียน Guojian เตียว Yi Li และ Lei ฝาง ทั้งหมดในแผนกเคมีและวิศวกรรมชีวภาพสำหรับกว่าทศวรรษ Pfeifer ได้รับการเรียนรู้วิธีการวิศวกร E. coli เพื่อสร้างพันธุ์ใหม่ erythromycin ยาปฏิชีวนะที่นิยม ในการศึกษาใหม่ เขาและผู้ร่วมงานรายงานว่า พวกเขาได้ทำสำเร็จ ควบคุม E. coli สังเคราะห์หลายสิบรูปแบบใหม่ของยาที่มีโครงสร้างแตกต่างกันเล็กน้อยจากรุ่นที่มีอยู่สามเหล่านี้สายพันธุ์ใหม่ของ erythromycin สำเร็จฆ่าแบคทีเรียพันธุ์คัด subtilis ที่ทนต่อการแบบฉบับของ erythromycin ใช้ทางคลินิก' เรากำลังเน้นพยายามมากับยาปฏิชีวนะใหม่ที่สามารถเอาชนะความต้านทานยาปฏิชีวนะ และเราได้เห็นเป็นขั้นตอนสำคัญไปข้างหน้า กล่าวว่า Pfeifer ปริญญาเอก'เรามีไม่เพียงแต่สร้างใหม่ analogs ของ erythromycin แต่ยัง พัฒนาแพลตฟอร์มสำหรับใช้ E. coli ในการผลิตยาเสพติด เขากล่าว ' ซึ่งเปิดประตูไปวิศวกรรมเพิ่มเติมในอนาคต มันอาจนำไปสู่รูปแบบใหม่เพิ่มเติมยาเสพติดนั้น 'การศึกษามีความสำคัญอย่างยิ่งกับความต้านทานต่อยาปฏิชีวนะเพิ่มขึ้น ใช้ erythromycin เพื่อรักษาความหลากหลายของโรค โรคปอดและไอกรนการติดเชื้อที่ผิวหนังและระบบทางเดินปัสสาวะRead more at: http://phys.org/news/2015-05-coli-popular-antibiotic.html#jCpE. coli as a factoryGetting E. coli to produce new antibiotics has been something of a holy grail for researchers in the field.That's because E. coli grows rapidly, which speeds experimental steps and aids efforts to develop and scale up production of drugs. The species also accepts new genes relatively easily, making it a prime candidate for engineering. While news reports often focus on the dangers of E. coli, most types of this bacteria are actually harmless, including those used by Pfeifer's team in the lab.Over the past 11 years, Pfeifer's research has focused on manipulating E. coli so that the organism produces all of the materials necessary for creating erythromycin. You can think of this like stocking a factory with all the necessary parts and equipment for building a car or a plane.With that phase of the research complete, Pfeifer has turned to the next goal: Tweaking the way his engineered E. coli produce erythromycin so that the drug they make is slightly different than versions used in hospitals today.That's the topic of the new Science Advances paper.The process of creating erythromycin begins with three basic building blocks called metabolic precursors—chemical compounds that are combined and manipulated through an assembly line-like process to form the final product, erythromycin.การสร้างพันธุ์ใหม่ erythromycin มีรูปร่างแตกต่างกันเล็กน้อย นักวิทยาศาสตร์สามารถครั้งแรกราคาเป้าหมายส่วนใดส่วนหนึ่งของแอสเซมบลีบรรทัด ใช้เทคนิคต่าง ๆ ติดชิ้นส่วน มีโครงสร้างที่แตกต่างเล็กน้อยจากต้นฉบับ (ในบรรทัดส่วนประกอบสำหรับรถยนต์ นี้จะเหมือนกับ screwing บนมือจับประตูที่มีรูปร่างแตกต่างกันเล็กน้อย)ในการศึกษาใหม่ ทีมของ Pfeifer เน้นในขั้นตอนในการสร้างกระบวนการที่ก่อนหน้านี้ได้รับความสนใจน้อยจากนักวิจัย ขั้นตอนใกล้จบนักวิจัยเน้นการใช้เอนไซม์เพื่อ 16 รูปร่างแตกต่างกันของน้ำตาลโมเลกุลกับโมเลกุลที่เรียกว่าบี 6-deoxyerythronolide ทุกหนึ่งของโมเลกุลน้ำตาลเหล่านี้ไม่ประสบความสำเร็จปฏิบัติตาม ชั้นนำ ที่จุดสิ้นสุดของสายการประกอบ การ analogs ใหม่มากกว่า 40 ของ erythromycin — สามซึ่งแสดงให้เห็นว่าความสามารถในการต่อสู้กับแบคทีเรีย erythromycin ทนในห้องปฏิบัติการทดลอง'ระบบที่เราสร้างมีความยืดหยุ่นที่น่าแปลกใจ และเป็นหนึ่งในสิ่งที่ดีเกี่ยวกับมัน Pfeifer กล่าวว่า 'เราได้สร้างแพลตฟอร์มสำหรับใช้ E. coli ผลิต erythromycin แล้วหลังจากที่เราได้นั้น เราสามารถเริ่มดัดแปลงในรูปแบบใหม่' สำรวจเพิ่มเติม: สังเคราะห์ยาปฏิชีวนะมีประสิทธิภาพ Bioengineering ใน E. coliข้อมูลเพิ่มเติม: ปรับปรุงทางเดิน modularity ในชีวสังเคราะห์ของ erythromycin analogs heterologously วิศวกรรมใน E. coli วิทยาศาสตร์ความก้าวหน้า ที่ advances.sciencemag.org/content/1/4/e1500077 สมุดรายวันอ้างอิง: วิทยาศาสตร์ความก้าวหน้า โดย: มหาวิทยาลัยบัฟฟาโล
การแปล กรุณารอสักครู่..

การวิจัยซึ่งจะถูกตีพิมพ์พฤษภาคม 29 ในวารสารวิทยาศาสตร์ที่ก้าวหน้า นำโดย เบลน เอ ไฟเฟอร์ , ผู้ช่วยศาสตราจารย์ภาควิชาวิศวกรรมเคมีและชีวภาพในมหาวิทยาลัยที่บัฟฟาโลโรงเรียนวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์ประยุกต์ . ทีมของเขารวมแรกผู้เขียน guojian Zhang Yi Li Lei Fang และทุกคนในภาควิชาวิศวกรรมเคมีและชีวภาพ .
สำหรับทศวรรษมากกว่าไฟเฟอร์ได้ศึกษาวิธีการวิศวกร E . coli เพื่อสร้างสายพันธุ์ใหม่ของซินเป็นยาปฏิชีวนะที่นิยม ในการศึกษาใหม่ เขาและเพื่อนร่วมงานรายงานว่าพวกเขาได้ทำเสร็จเรียบร้อยแล้ว ด้วยเชื้อ E . coli สังเคราะห์หลายสิบรูปแบบใหม่ของยานั้นมีโครงสร้างที่แตกต่างจากรุ่นเดิม
สามเหล่านี้พันธุ์ใหม่ของซินเรียบร้อยแล้วฆ่าแบคทีเรีย Bacillus subtilis สายพันธุ์ที่ทนต่อรูปแบบเดิมของ erythromycin ใช้ทางคลินิก .
เรากำลังมุ่งเน้นการพยายามที่จะเกิดขึ้นกับยาปฏิชีวนะใหม่ที่สามารถเอาชนะความต้านทานยาปฏิชีวนะ และเราเห็นนี้เป็นขั้นตอนสำคัญไปข้างหน้า ไฟเฟอร์
' D' เราไม่เพียง แต่สร้างชนิดใหม่ของซิน แต่ยังได้พัฒนาแพลตฟอร์มสำหรับการใช้ E . coli ผลิตยา , ' ' เขากล่าวว่า นี้จะเปิดประตูสำหรับเพิ่มเติมวิศวกรรมความเป็นไปได้ในอนาคต มันอาจจะยังใหม่ รูปแบบของยา '
การศึกษาเป็นสิ่งสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการดื้อยาปฏิชีวนะที่เพิ่มขึ้น . อีริโทรมัยซิน คือ ใช้ในการรักษาความหลากหลายของการเจ็บป่วยจากโรคปอดบวมและไอกรนกับผิวหนังและการติดเชื้อทางเดินปัสสาวะ
อ่านเพิ่มเติมได้ที่ : http : / / ว. . org / ข่าว / 2015-05-coli-popular-antibiotic . html # JCP
E . coli เป็นโรงงาน
รับเชื้อ E . coli ผลิตยาปฏิชีวนะใหม่ได้รับการบางอย่างของศักดิ์สิทธิ์ grail สำหรับนักวิจัยในสาขา
เพราะว่า E . coli ที่เติบโตอย่างรวดเร็วซึ่งความเร็วในขั้นตอนการทดลอง และเอดส์ ความพยายามที่จะพัฒนาและเพิ่มการผลิตยา ชนิด ยัง รับ ยีนใหม่ที่ค่อนข้างง่าย ทำให้ผู้สมัครนายกวิศวกรรม
ขณะที่รายงานข่าวมักจะมุ่งเน้นที่อันตรายของ E . coli ชนิดมากที่สุดของแบคทีเรียนี้เป็นจริงอันตราย รวมทั้งผู้ที่ใช้โดยไฟเฟอร์ทีมในแล็บ
มา 11 ปีไฟเฟอร์ของการวิจัยเน้นจัดการกับเชื้อ E . coli ที่สิ่งมีชีวิตผลิตทั้งหมดของวัสดุที่จำเป็นสำหรับการสร้างซิน คุณสามารถคิดว่านี้ชอบถุงน่องโรงงานที่มีทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการสร้างชิ้นส่วนและอุปกรณ์รถยนต์ หรือเครื่องบิน
ช่วงเวลานั้นของการวิจัยที่สมบูรณ์ ไฟเฟอร์ ได้กลายเป็นเป้าหมายต่อไป : การปรับเปลี่ยนทางวิศวกรรมเช่น( ซินที่ผลิตยาเสพติดที่พวกเขาจะแตกต่างกันเล็กน้อยกว่ารุ่นที่ใช้ในโรงพยาบาลวันนี้
ที่หัวข้อใหม่ของวิทยาศาสตร์ก้าวหน้ากระดาษ .
ขั้นตอนการสร้างซินเริ่มต้นด้วยสามพื้นฐานอาคารบล็อกที่เรียกว่าการเผาผลาญสารตั้งต้นสารประกอบทางเคมีที่มีรวมกันและนำมาผ่านกระบวนการแอสเซมบลีบรรทัดในรูปแบบผลิตภัณฑ์สุดท้าย เช่น ,ซิน ซิน
เพื่อสร้างสายพันธุ์ใหม่ที่มีรูปร่างแตกต่างกันเล็กน้อย นักวิทยาศาสตร์ทฤษฎีเป้าหมายส่วนใดส่วนหนึ่งของสายการประกอบนี้ โดยใช้เทคนิคต่าง ๆที่จะติดชิ้นส่วนโครงสร้างผิดเพี้ยนเล็กน้อยจากต้นฉบับ ( ในสายการประกอบรถยนต์ นี้จะคล้ายกับขันบนมือจับที่มีรูปร่างแตกต่างกันเล็กน้อย )
ในการศึกษาใหม่ทีมไฟเฟอร์คือเน้นขั้นตอนในกระบวนการสร้างที่เคยได้รับความสนใจจากนักวิจัย ตอนใกล้จบ
นักวิจัยเน้นใช้เอนไซม์เพื่อแนบ 16 รูปร่างที่แตกต่างกันของน้ำตาลโมเลกุลกับโมเลกุลที่เรียกว่า 6-deoxyerythronolide พ. ทุกหนึ่งของโมเลกุลน้ำตาลเหล่านี้ได้ปฏิบัติตามชั้นนํา , ที่ส่วนท้ายของ แอสเซมบลีบรรทัดมากกว่า 40 ชนิดใหม่ของซินสามที่แสดงความสามารถในการต่อสู้กับแบคทีเรียทนต่อ erythromycin ในแล็บทดลอง .
" ระบบที่เราสร้างขึ้นมีความยืดหยุ่นอย่างแปลกใจ และนั่นเป็นหนึ่งในสิ่งที่ดีเกี่ยวกับมัน ไฟเฟอร์บอกว่า . เราได้สร้างแพลตฟอร์มสำหรับการใช้ E . coli ผลิตอีริโทรมัยซิน และตอนนี้เราก็มี เราสามารถเริ่มต้นการเปลี่ยนแปลงในวิธีใหม่ '
.ดูเพิ่มเติม : ใช้ยาปฏิชีวนะที่มีประสิทธิภาพการผลิตใน E . coli
ข้อมูลเพิ่มเติม : ปรับปรุงทางเดินต้นแบบในการสังเคราะห์สารอีริโทรมัยซิน heterologously วิศวกรรมใน E . coli , ความก้าวหน้าวิทยาศาสตร์ , วารสาร advances.sciencemag.org/content/1/4/e1500077 อ้างอิง : ความก้าวหน้าวิทยาศาสตร์
โดย : มหาวิทยาลัยควาย
การแปล กรุณารอสักครู่..
