Actinomyceten sind eine bekannte und sehr intensiv untersuchte Gruppe von Bakterien. Sie haben verschiedene Antibiotika und Antitumormittel produziert und werden industriell zur Herstellung von Antibiotika und Agrochemikalien verwendet. Obwohl sie gründlich erforscht sind, bleibt ein riesiges Potenzial noch zu entdecken. Jüngste Arbeiten zur Entschlüsselung der DNA, bei denen die gesamten Genome von Aktinomyceten sequenziert wurden, haben gezeigt, dass diese Bakterien nach wie vor eine sehr ergiebige Quelle für neue potenziell aktive Naturstoffe darstellen. In den zahlreichen öffentlich zugänglichen bakteriellen Genomen und Metagenomen bleibt also ein riesiges Reservoir bioaktiver Moleküle "versteckt", was die starken Einschränkungen herkömmlicher Ansätze zur Entdeckung neuer Arzneimittel bestätigt. Die größte Herausforderung auf diesem Gebiet ist daher die Nutzung dieses ungenutzten genomischen Potenzials und seine Umwandlung in bioaktive chemische Substanzen für die weitere Entwicklung als Arzneimittel. Die Luzhetskyy Gruppe will einen Ansatz der synthetischen Biologie anwenden und eine wirklich funktionelle Technologieplattform für die Entdeckung, das Bio-Engineering und die nachhaltige Bereitstellung der in Genomen verborgenen Verbindungen für pharmakologische Tests entwickeln.

Ein auf synthetische Biologie gestützter Ansatz umfasst:

1. die Erfassung von Stoffwechselwegen, die für bioaktive Moleküle kodieren;

2. ihre vollständige "Umgestaltung" durch Ersetzen aller natürlichen regulatorischen DNA-"Komponenten" durch synthetische genetische Kontrollelemente;

3. die Verpflanzung dieser umgestalteten Stoffwechselwege in vereinfachte, zuverlässige Bakterien zur Herstellung bioaktiver Naturstoffe.

Die Entwicklung einer solchen allgemein anwendbaren Strategie auf der Grundlage der Design- und Konstruktionsprinzipien der synthetischen Biologie wird die Entdeckung Tausender neuartiger bioaktiver Moleküle ermöglichen, die als nächste wirksame Arzneimittel in Frage kommen.