L’igromicina B è un antibiotico che viene utilizzato nella clonazione ricombinante per selezionare le cellule che sono state trasformate con una sequenza di DNA desiderata. Agisce per uccidere le cellule sensibili non trasformate inibendo la sintesi proteica. Questo composto può essere utilizzato in colture cellulari di batteri, funghi, piante e mammiferi. Prodotta dall’actinomycete Streptomyces hygroscopicus, che vive nel suolo, l’igromicina B viene aggiunta anche alle materie prime per polli e suini per evitare che vengano infestati da parassiti come i vermi.
Gli actinomiceti sono un tipo di batteri che sono comuni abitanti del suolo. Producono una varietà di prodotti naturali che sono tossici per altri organismi per aiutarli a competere e sopravvivere nel suolo. Da questi organismi sono stati isolati molti tipi diversi di antibiotici, tra cui streptomicina e actinomicina. L’igromicina B è stata scoperta nel 1953. Sebbene fosse tossica per l’uomo, i suoi primi usi furono per aumentare il cibo di pollame e maiali per prevenire l’infestazione da vermi.
L’igromicina B è un esempio della classe degli antibiotici aminoglicosidici. È composto da zuccheri che hanno gruppi amminici su di essi. È stato scoperto che diversi tipi di batteri hanno resistenza a questo antibiotico. Questa resistenza è attivata dal trasferimento di un gruppo fosfato a un gruppo ossidrile—OH— sulla molecola antibiotica. La proteina che esegue questa reazione è nota come igromicina B fosfotransferasi (Hph).
Il meccanismo d’azione dell’igromicina B consiste nell’inibire la sintesi proteica influenzando la traduzione dell’RNA messaggero (mRNA). Le proteine sono costituite da lunghe catene di amminoacidi. Normalmente, i ribosomi si muovono lungo un filamento di mRNA e formano un amminoacido secondo un gruppo di tre basi di mRNA noto come codone. Quando l’antibiotico è presente, i ribosomi non leggono correttamente il codone e traducono male. Generalmente, ciò si traduce nella cessazione della sintesi proteica.
Con l’avvento della tecnologia del DNA ricombinante, gli scienziati sono stati in grado di clonare i geni Hph da diversi tipi di batteri. Un tipo di gene è stato trovato nell’actinomicete che produce l’antibiotico e un altro è stato trovato nei batteri gram negativi Escherichia coli (E. coli) e Klebsiella pneumoniae. Poiché E. coli è così comunemente manipolato nell’ingegneria genetica, il suo gene è quello più comunemente usato negli esperimenti. La modalità d’azione di questo antibiotico è diversa da quella di molti altri, consentendone spesso l’uso in combinazione con un altro tipo di antibiotico.
Questo gene di resistenza all’igromicina B è ampiamente utilizzato come marcatore selezionabile durante gli esperimenti di clonazione. Pertanto, viene utilizzato su un plasmide ricombinante che contiene anche un gene che gli scienziati desiderano introdurre in un organismo come un fungo o una linea cellulare vegetale. Solo poche cellule in una grande miscela di cellule generalmente avranno il plasmide desiderato. Quando un antibiotico viene aggiunto alla miscela cellulare, ucciderà le cellule sensibili che non hanno assorbito il plasmide ricombinante. Questa selezione di igromicina B assicura che le cellule rimanenti continueranno a contenere il gene di interesse.