Higromicina B este un antibiotic care este utilizat în donarea recombinantă pentru a selecta celulele care au fost transformate cu o secvență ADN dorită. Acționează pentru a ucide celulele netransformate, susceptibile prin inhibarea sintezei proteinelor. Acest compus poate fi utilizat în culturi de celule bacteriene, fungice, de plante și de mamifere. Produsă de actinomicetul Streptomyces hygroscopicus care locuiește în sol, higromicina B este adăugată și la materiile prime pentru pui și porci pentru a le împiedica să fie infestate de paraziți precum viermii.
Actinomicetele sunt un tip de bacterii care sunt obișnuiți locuitori ai solului. Ei produc o varietate de produse naturale care sunt toxice pentru alte organisme pentru a le ajuta să concureze și să supraviețuiască în sol. Multe tipuri diferite de antibiotice au fost izolate din aceste organisme, inclusiv streptomicina și actinomicina. Higromicina B a fost descoperită în 1953. Deși toxică pentru oameni, primele sale utilizări au fost să mărească hrana păsărilor de curte și a porcilor pentru a preveni infestarea cu viermi.
Higromicina B este un exemplu al clasei de antibiotice aminoglicozide. Este compus din zaharuri care au grupări amino pe ele. S-a descoperit că mai multe tipuri diferite de bacterii au rezistență la acest antibiotic. Această rezistență este activată prin transferul unei grupări fosfat la o grupare hidroxil-OH de pe molecula de antibiotic. Proteina care realizează această reacție este cunoscută sub numele de higromicină B fosfotransferază (Hph).
Mecanismul de acțiune al higromicinei B este de a inhiba sinteza proteinelor prin afectarea translației ARN-ului mesager (ARNm). Proteinele sunt formate din lanțuri lungi de aminoacizi. În mod normal, ribozomii se mișcă de-a lungul unei catene de ARNm și formează un aminoacid conform unui grup de trei baze de ARNm cunoscut sub numele de codon. Când antibioticul este prezent, ribozomii nu citesc corect codonul și traduc greșit. În general, aceasta duce la încetarea sintezei proteinelor.
Odată cu apariția tehnologiei ADN recombinant, oamenii de știință au reușit să cloneze genele Hph din mai multe tipuri diferite de bacterii. Un tip de genă a fost găsit în actinomicetul care produce antibioticul, iar altul a fost găsit în bacteriile gram negative Escherichia coli (E. coli) și Klebsiella pneumoniae. Deoarece E. coli este manipulată atât de frecvent în inginerie genetică, gena sa este cea mai frecvent utilizată în experimente. Modul de acțiune al acestui antibiotic este diferit de cel al multor altora, permițându-i să fie adesea utilizat în combinație cu un tip suplimentar de antibiotic.
Această genă de rezistență la higromicină B este utilizată pe scară largă ca marker selectabil în timpul experimentelor de clonare. Astfel, este utilizat pe o plasmidă recombinată care conține, de asemenea, o genă pe care oamenii de știință doresc să o introducă într-un organism, cum ar fi o ciupercă sau o linie de celule vegetale. Doar câteva celule dintr-un amestec mare de celule vor avea în general plasmida dorită. Când un antibiotic este adăugat la amestecul celular, acesta va ucide celulele susceptibile care nu au preluat plasmida recombinată. Această selecție de higromicină B asigură că celulele rămase vor continua să conțină gena de interes.