Penicylina jest szeroko stosowanym na całym świecie antybiotykiem. W rzeczywistości pod tą nazwą skrywa się cała grupa antybiotyków β‑laktamowych o właściwościach bakteriobójczych produkowanych przez pleśni z rodzaju pędzlaków (Penicillium). Penicylinę odkrył w 1928 roku nie kto inny, tylko sławny Alexander Fleming, za co otrzymał w 1945 roku Nagrodę Nobla razem z Howardem Floreyem i Ernestem Chainem, którzy pomogli mu wyizolować penicylinę.

Od czasów Fleminga nie poznano innego gatunku zdolnego do produkcji penicyliny, co właśnie czyni gatunek P. chrysogenum tak wyjątkowym. Na nim opiera się światowy rynek o wartości około sześciu miliardów Euro.

Rozmnażanie płciowe ma jedną znaczącą przewagę nad bezpłciowym, mianowicie potomstwo będzie posiadało zestaw genów powstały na skutek przemieszania DNA obojga rodziców. To stwarza możliwość powstawania nowych cech. Większość gatunków grzybów, a co za tym idzie także pleśni, rozmnaża się jednak wykorzystując zarodniki.

Omawiane badania przeprowadził zespół profesor Ulrich Kück i Julii Böhm z niemieckiego Ruhr Universität Bochum. Już pięć lat temu zespołowi udało się wykryć w genomie P. chrysogenum geny odpowiadające za rozmnażanie płciowe ("geny płciowe"). Teraz natomiast udało się dokładnie określić okoliczności, w których pleśń rzeczywiście rozmnaża się płciowo a nie poprzez zarodniki. Warunki środowiskowe, które okazały się kluczowe, to brak naświetlenia, niedobór tlenu, a także obecność biotyny w podłożu hodowlanym. Generacja pleśni uzyskana na drodze rozmnażania seksualnego wykazała nowe właściwości zarówno fenotypowe, jak i na poziomie molekularnym. Dodatkowo badacze przebadali około 12 000 genów pleśni wykorzystując technikę analizy mikromacierzy. Okazało się, że geny płciowe wcześniej odkryte przez zespół, kontrolują aktywność innych ważnych z biologicznego punktu widzenia genów, w tym tych odpowiedzialnych za produkcję penicyliny.

Niemieccy naukowcy przypuszczają, że ich odkrycia okażą się przydatne przy badaniach prowadzonych nad innymi ważnymi z ekonomicznego punktu widzenia gatunkami pleśni, na przykład Aspergillus terreus czy Penicillium citrinum. Udało im się również wytworzyć szczepy P. chrysogenum charakteryzujące się zwiększoną produkcją penicyliny i o mniejszym stopniu zanieczyszczenia niepożądanym substancjami. Pozostaje mieć nadzieję że wyniki tych badań jak najszybciej znajdą swoje zastosowanie na rynku, co wydaje się być tylko i wyłącznie kwestią czasu.

Tomasz Domagała

Źródło: http://aktuell.ruhr-uni-bochum.de/pm2013/pm00004.html.en