Nhiều sản phẩm tự nhiên quan trọng như kháng sinh, thuốc ức chế miễn dịch hoặc thuốc chống ung thư được sản xuất bởi các vi sinh vật. Những sản phẩm tự nhiên này thường là những peptide nhỏ, trong một số trường hợp quá phức tạp để tổng hợp hóa học trong phòng thí nghiệm. Trong các nhà sản xuất vi sinh vật của các loại thuốc này, các loại thuốc này được tạo ra với sự trợ giúp của các enzyme NRPS theo cách tương tự như một nhà máy ô tô hiện đại: tại mỗi trạm, các bộ phận bổ sung được thêm vào cấu trúc cơ bản cho đến khi cuối cùng một chiếc ô tô rời khỏi nhà máy. Trong trường hợp NRPS, một axit amin cụ thể được kết hợp và xử lý tại mỗi trạm (mô-đun) để cuối cùng, các peptide được tạo ra có thể là tuyến tính, tuần hoàn hoặc biến đổi khác, và cũng có thể mang axit amin bất thường.

Mặc dù các nguyên tắc cơ bản của NRPS đã được biết đến từ lâu, nhưng trước đây khó có thể sửa đổi các enzyme này một cách dễ dàng và hiệu quả, cho phép lắp ráp hoàn chỉnh các enzyme nhân tạo hoàn toàn dẫn đến peptide mới tự nhiên. Mặc dù trong quá trình sửa đổi NRPS trước đây thường dẫn đến sự sụt giảm đáng kể về hiệu suất sản xuất của các peptide được sửa đổi mong muốn, nhóm nghiên cứu Công nghệ sinh học phân tử của Giáo sư Helge Bode đã công bố một phương pháp mới vào năm 2018 để tránh nhược điểm này. Nhóm hiện đã tối ưu hóa hơn nữa phương pháp này cho phép sản xuất dễ dàng các peptide mới với năng suất tuyệt vời.

"Chúng tôi sử dụng các đoạn hệ thống NRPS tự nhiên từ các vi khuẩn khác nhau làm các khối xây dựng mà chúng tôi kết nối với nhau bằng các điểm lắp ráp cụ thể mà chúng tôi đã xác định được", Andreas Tietze và Janik Kranz giải thích cách tiếp cận nghiên cứu mà họ đã phát triển như một phần của nhóm lớn hơn trong nhóm Bode. "Sản lượng tương đương với sản xuất tự nhiên của các sản phẩm tự nhiên không biến đổi và các phương pháp mới cũng cho phép sản xuất đơn giản các nhóm peptide, điều mà trước đây không thể có được".

Phương pháp này được thiết lập rất tốt, người mới bắt đầu có thể sử dụng nó để sản xuất các peptide mới sau một thời gian đào tạo ngắn. Nhưng để đi đến điểm này là một chặng đường dài. "Sau những thí nghiệm đầy hứa hẹn đầu tiên của Kenan, nghiên cứu sinh của tôi vào thời điểm đó, chúng tôi đã làm việc rất lâu trong dự án với một phần lớn trong nhóm của tôi cho đến khi chúng tôi chắc chắn rằng phương pháp của chúng tôi đáp ứng các yêu cầu của phương pháp kỹ thuật mạnh mẽ và dễ tái tạo, nhờ các chương trình ưu tiên LOEWE MegaSyn và Genomics đa dạng sinh học dịch thuật, chúng tôi đã có nhân sự và hỗ trợ tài chính cần thiết, và có thể tập trung hoàn toàn vào dự án".

Bước tiếp theo là sửa đổi các loại thuốc liên quan đến lâm sàng đầu tiên bằng phương pháp này và sản xuất chúng trong các vi sinh vật áp dụng các phương pháp công nghệ sinh học. Các điều kiện hiện này cho việc thực hiện là rất tốt - Bode mới chỉ được trao một trong những khoản trợ cấp nâng cao của ERC từ Hội đồng nghiên cứu châu Âu để tiếp tục tối ưu hóa các phương pháp trong 5 năm tới.

P.T.T.(NASATI), theo https://www.sciencedaily.com/releases/2019/06/190612110123.htm, 18/6/2019