DSM publiceert DNA-volgorde van penicilline-producerend organisme Penicillium
Array
Koninklijke DSM N.V., de wereldwijde Life Sciences en Materials Sciences-onderneming, maakt vandaag de publicatie bekend van een artikel in het oktobernummer van het gezaghebbende wetenschappelijke vaktijdschrift Nature Biotechnology waarin verslag wordt gedaan van een doorbraak in de analyse van de DNA-volgorde van de schimmel Penicillium chrysogenum. Het artikel vloeit voort uit een door DSM geïnitieerd omvangrijk onderzoeksproject waaraan zeven internationale onderzoeksgroepen hebben deelgenomen. Belangrijke mijlpaal in de 80-jarige geschiedenis van penicilline.
Koninklijke DSM N.V., de wereldwijde Life Sciences en Materials Sciences-onderneming, maakt vandaag de publicatie bekend van een artikel in het oktobernummer van het gezaghebbende wetenschappelijke vaktijdschrift Nature Biotechnology waarin verslag wordt gedaan van een doorbraak in de analyse van de DNA-volgorde van de schimmel Penicillium chrysogenum. Het artikel vloeit voort uit een door DSM geïnitieerd omvangrijk onderzoeksproject waaraan zeven internationale onderzoeksgroepen hebben deelgenomen.
De ontrafeling van de DNA-volgorde van Penicillium chrysogenum is een belangrijke mijlpaal in de geschiedenis van penicilline, volgens velen het belangrijkste geneesmiddel van de twintigste eeuw. Het is deze maand precies 80 jaar geleden dat Sir Alexander Fleming de stof ontdekte.
Gerard de Reuver, directeur van DSM Anti-Infectives, geeft als commentaar: “Dankzij de inzichten die dit onderzoek heeft opgeleverd kan DSM Anti-Infectives zijn huidige productiemethoden voor Beta-lactam antibiotica verbeteren. Tevens worden grotere innovaties mogelijk bij het ontwikkelen van productiemechanismen, en daarvan zullen onze klanten en de patienten die deze producten nodig hebben meeprofiteren. Wij zijn vastbesloten onze wereldwijd leidende positie voor deze zeer belangrijke farmaceutische producten te behouden.”
Om meer inzicht te krijgen in de mechanismen waarmee Penicillium chrysogenum antibiotica produceert, en om de efficiency van dit organisme in het fermentatieproces te verbeteren, startte DSM in 2004 een onderzoeksproject met als doel de complete DNA-volgorde van Penicillium chrysogenum en de functies van de verschillende genen in kaart te brengen. Het project heeft een genoomsequentie van hoge kwaliteit opgeleverd, met 32,2 miljoen basenparen en 13.653 unieke genen. Van circa 6.000 van deze genen konden de functies worden voorspeld en over de eerste functionele analyse van het genoom is verslag uitgebracht.
Wetenschappelijke doorbraak “Dankzij de ontrafeling van de DNA-volgorde kunnen wij de zeer complexe fysiologie van Penicillium chrysogenum bestuderen”, verklaart Dr. Marco van den Berg, principal scientist Metabolic Engineering and Screening bij DSM Anti-Infectives. “Nooit eerder is de DNA-volgorde van deze stam tot op dit niveau in kaart gebracht en nooit eerder is daaruit zulke belangrijke kennis afgeleid. Het is een absolute sprong voorwaarts met betrekking tot deze antibiotica en zal veel kansen voor innovatieve ontwikkeling genereren voor zowel klassieke als nieuwe producten. Dit project, dat volgt op de publicatie vorig jaar over Aspergillus niger, een ander belangrijk productie-organisme van DSM, onderstreept de leidende rol die DSM speelt op het gebied van schimmelbiotechnologie.”
In februari 2007 publiceerde DSM (ook toen in Nature Biotechnology) een wetenschappelijk artikel waarin de DNA-volgorde van de schimmel Aspergillus niger openbaar werd gemaakt. DSM gebruikt dit micro-organisme voor de productie van enzymen en andere stoffen die vooral in voedingsingredienten worden toegepast. Op basis van dit onderzoek heeft DSM een groot aantal octrooiaanvragen ingediend en een hele reeks nieuwe producten ontwikkeld.
DSM doet momenteel in een aantal publiek-private samenwerkingsverbanden in Nederland samen met academische partners vervolgonderzoek voor het Penicillium chrysogenum-project. Dit onderzoek heeft al geleid tot verscheidene nieuwe octrooiaanvragen door DSM.
DSM – de Life Sciences en Materials Sciences-onderneming DSM creeert innovatieve producten en diensten op het gebied van Life Sciences en Materials Sciences die bijdragen aan de kwaliteit van het leven. DSM’s producten en diensten worden wereldwijd gebruikt in een breed scala van eindmarkten en toepassingen die het leven gezonder, duurzamer en aangenamer maken. Voorbeelden van eindmarkten zijn voedings- en gezondheidsproducten voor mens en dier, producten voor persoonlijke verzorging, geneesmiddelen, auto’s, coatings en verf, elektrotechnische en elektronica-producten, producten voor persoonlijke bescherming en producten voor de bouw. DSM heeft een jaaromzet van bijna EUR 8,8 miljard en biedt werk aan zo’n 23.000 mensen wereldwijd. Het hoofdkantoor van DSM is gevestigd in Nederland en de onderneming heeft vestigingen op vijf continenten. DSM is genoteerd aan Euronext Amsterdam. Meer informatie is te vinden op: www.dsm.com
* Penicillium chrysogenum is een micro-organisme dat wordt gebruikt voor de productie van Beta-lactam antibiotica zoals penicillines en cefalosporines. Deze worden omgezet in werkzame bestanddelen van geneesmiddelen zoals amoxicilline, ampicilline, cefalexine en cefadroxil.
* Penicilline is van onschatbaar belang voor de mensheid. Van penicilline afgeleide antibiotica vormen nog steeds het belangrijkste wapen tegen infectieziekten. Het onderhavige onderzoek betekent een mijlpaal voor ons inzicht in Penicillium chrysogenum – het micro-organisme dat wordt ingezet bij de productie van antibiotica – en hiervan zal de gehele mensheid profiteren omdat antibioticaproducten nu in een meer zuivere vorm en op een duurzamere en goedkopere manier kunnen worden geproduceerd, waardoor deze cruciale geneesmiddelen gemakkelijker en breder beschikbaar komen voor iedereen. Dit is belangrijk, aangezien antibiotica op basis van penicilline waarschijnlijk nog verscheidene decennia een van onze krachtigste remedies tegen infectieziekten zullen blijven.
* Het is onmogelijk precies aan te geven hoeveel mensen wereldwijd jaarlijks penicilline gebruiken, maar het zijn er in ieder geval meer dan een miljard. Antibiotica vertegenwoordigen 8% van de mondiale geneesmiddelenmarkt.
* Het vorig jaar door DSM gepubliceerde onderzoek naar Aspergillus niger groeide uit tot een van de belangrijkste industriele genoomprojecten in Europa en vestigde DSM’s reputatie als een van de leidende Europese biotechnologiebedrijven. Op basis van dit onderzoek zijn onder meer de volgende DSM-producten ontwikkeld: PeptoPro® (ingredient voor spierherstel na fysieke inspanning); Brewers ClarexTM (enzym dat ‘koude waas’ in bier voorkomt); en PreventASeTM (enzym dat de vorming van de giftige stof acrylamide tijdens het bakken of frituren van bepaalde voedingsmiddelen tegengaat).
Partners
DSM-onderzoekers voerden het onderzoek naar het genoom van Penicillium chrysogenum uit in samenwerking met onderzoekspartners in Nederland, Duitsland, Spanje en de Verenigde Staten.
TU Delft, Professor Jack Pronk, hoofd van de afdeling Industriele Microbiologie: “Met deze genoomseqentie zullen we de vele mutaties in kaart kunnen brengen die in een intensief, vijftig jaar durend stamverbeteringsproces de in de natuur voorkomende Penicillium chrysogenum, die slechts verwaarloosbare hoeveelheden penicilline produceert, hebben getransformeerd tot een zeer efficiente producent van antibiotica. Inzicht in de mechanismen en de dynamiek van genoomveranderingen in dit unieke modelsysteem zal van onschatbare waarde zijn bij het ontwikkelen van een rationele opzet van andere stamverbeteringsprogramma’s.”
Universiteit van Groningen, Professor Arnold Driessen, hoofd van de afdeling Moleculaire Microbiologie: “Met behulp van de genoomsequentie zullen we nu antwoorden kunnen vinden voor de laatste nog onopgeloste mechanistische kwesties op het gebied van de biosynthese van antibiotica – kwesties waarvan is gebleken dat ze met andere middelen moeilijk te ontrafelen zijn. Een voorbeeld is het zeer lastig te bestuderen transport van penicillines en cefalosporines vanuit de cel naar buiten. Deze inzichten zullen bijdragen aan de toekomstige ontwikkeling van nieuwe productieprocessen op basis van biologische synthese.”
Titel van het artikel gepubliceerd in Nature Biotechnology
“Genome sequencing and analysis of the filamentous fungus Penicillium chrysogenum”
