É “um avanço emocionante nos esforços para reconstruir o arsenal de antibióticos”, escreveu Steven Rutherford, especialista em ciências microbiológicas da Genentech, num comentário que acompanha a revista Nature. “De forma mais ampla, o estudo fornece um roteiro que mostra como a mineração do genoma pode ser usada para identificar novos produtos naturais antibacterianos e estratégias para seu uso”.

A via que os produtos megacluster atacam é produzir biotina, também conhecida como vitamina B7. O nutriente é essencial para o crescimento e a virulência em muitos patógenos humanos e, mais especificamente, é um cofator que enzimas metabólicas críticas precisam para funcionar adequadamente. Algumas bactérias podem colher biotina do seu ambiente, mas geralmente é escassa, e as bactérias contêm vias evolutivamente conservadas para a produzirem elas próprias.

Brown e colegas encontraram curiosamente um megaaglomerado direcionado à biotina Streptomyces espécies muito bem estudadas. Streptomyces são bactérias que vivem no solo e são conhecidas como minas de ouro pela descoberta de moléculas de antibióticos. Deles já foram extraídos muitos produtos naturais, entre eles o antibiótico estreptomicina, medicamento essencial descoberto na década de 1940. Apesar disso, o megaaglomerado tem sido negligenciado até agora, provavelmente em parte porque as bactérias são frequentemente cultivadas em meios ricos em nutrientes em laboratórios.

Uma nova estratégia

Além disso, quando os investigadores procuram novos antibióticos nos genomas bacterianos, procuram agrupamentos de genes biossintéticos (BGCs) que possam ser responsáveis ​​pela produção de moléculas individuais. Mas a equipe de Brown identificou um aglomerado de quatro aglomerados – um megaaglomerado – que produz não apenas uma, mas quatro moléculas que funcionam de maneiras diferentes para unir a via da biotina. Uma investigação cuidadosa revelou que três grupos produzem moléculas de antibióticos – estravidinas, acidomicinas, dapamicinas – cada uma das quais inibe diferentes enzimas na via de biossíntese da biotina. O quarto grupo restante produz ácido 2-metil-7-ceto-8-aminopelargônico, ou α-Me-KAPA, que parece ser uma molécula nociva que toma o lugar do precursor da biotina, essencialmente sequestrando o caminho para a inútil sósia da biotina.