Hiljaisten biosynteettisten geenien aktivointi mikrobeissa ja uusien luonnonyhdisteiden löytäminen - Nyqvist, Aleksi (fi=Turun yliopisto|en=University of Turku|, 2017)
Mikrobien tuottamat luonnonyhdisteet ovat yksi merkittävimmistä lääkkeiden lähteistä. Viimeisen 35:n vuoden aikana hyväksytyistä lääkeaineista noin kolmasosa on luonnonyhdisteitä tai niiden puolisynteettisiä johdannaisia. Uusia lääkkeitä tarvitaan nykyisin erityisen paljon, sillä resistenttien mikrobien kehittyminen on yksi suurimmista modernin terveydenhuollon haasteista. Luonnonyhdisteet ovat osa eliöiden sekundäärimetaboliaa ja niitä muodostavat geenit ovat järjestäytyneet biosynteettisiksi geeniklustereiksi. Useimmat näistä klustereista (> 90 %) ovat niin sanottuja hiljaisia biosynteettisiä geeniklustereita, eli ne eivät ilmenny normaaleissa laboratorio-olosuhteissa. Siksi valtaosa luonnonyhdisteiden potentiaalista on yhä hyödyntämättä. Hiljaisten geeniklusterien aktivoimiseksi on kehitetty lukuisia eri menetelmiä, jotka voidaan jakaa epäspesifisiin ja spesifisiin menetelmiin. Epäspesifisillä menetelmillä sekundäärimetaboliaan voidaan vaikuttaa globaalilla tasolla ja siten aktivoida ja/tai hiljentää monta geeniklusteria samanaikaisesti. Parhaimmillaan tämä on hyvin yksinkertaista ja voi johtaa usean uuden luonnonyhdisteen löytymiseen kerralla. Epäspesifisten menetelmien vaikutusta sekundäärimetaboliaan on kuitenkin vaikeaa ennustaa, joten ne perustuvat pitkälti sattumaan. Spesifisillä menetelmillä aktivaatio voidaan kohdentaa tiettyyn geeniklusteriin, jolloin tutkijalla on parempi mahdollisuus vaikuttaa ennustettavasti kokeisiin. Niiden hyödyntämien vaatii kuitenkin enemmän lähtötietoja ja työvaiheita kuin epäspesifiset menetelmät, joten kustannukset yhtä potentiaalista luonnonyhdistettä kohtaan ovat todennäköisesti suuremmat. Eri geeniklusterien aktivaatiomenetelmillä on jokaisella vahvuutensa ja heikkoutensa, eikä yksikään niistä sovellu yleisluonteiseen käyttöön. Erikoistyössä tutkittiin Streptomyces-maaperäbakteerikantaa, joka tuottaa pristiinamysiini-antibioottia ja tuntematonta polyketidiä. Yhdisteiden tuotto oli olematonta normaaleissa kasvatusolosuhteissa, joten geeniklustereita yritettiin yli-ilmentää reportteriohjatulla mutanttiselektiolla (RGMS). Menetelmä valittiin, koska sen toimivuudesta löytyy vielä toistaiseksi hyvin vähän tietoa. Soluihin tuotettiin geneettistä variaatiota UV-mutageneesillä ja lupaavat solut seulottiin kahden reportterin avulla. Pristiinamysiinin tuottoa onnistuttiin lisäämään huomattavasti, mutta tuntematonta polyketidiä ei havaittu. RGMS osoittautui yksinkertaiseksi menetelmäksi toteuttaa käytännössä, eikä se vaadi monimutkaisia työvaiheita tai laitteita.