研究人员已经开发出一种技术,被称为“十六进制”,可以检测真菌物种的天然产品,产品通常是极难识别。这种方法可以用来发现天然化合物的治疗潜力,新型抗菌药物铺平了道路。1该研究发表在科学的进步。
青霉素是一个众所周知的例子的真菌药物(特别是来自属青霉菌)。自1928年发现以来,苏格兰研究人员亚历山大·弗莱明其他药物源自已经批准了药用真菌物种,包括环孢菌素和洛伐他汀。很大一部分的药物获得批准,从1980年到2012年,由美国食品和药物管理局(FDA)天然真菌产品或真菌衍生品- > 70%的抗生素,~所有抗癌药物的49%和> 30%所有小说的药物。2
由于基因组测序的改善,我们现在知道,有大量的真菌物种存在——超过500万!尽管这些物种可以编码多达80个天然产物生物合成的途径,很难文化在目前实验室条件下这些真菌。
“可用真菌基因组的数量快速增长在过去的十年中已清楚表明大多数真菌物种,当标准实验室条件下生长,实现少于20%的生物合成的潜力。”科林·j·b·哈维斯坦福大学医学院和这项研究的第一作者。
即使是在少数可以培养,进一步的挑战往往面临的大多数生物合成基因簇(bgc),对天然产品编码,转录沉默或表达了在极低水平。
科学家们现在已经开发出了十六进制(Heterologous前女友压力)合成生物学平台,旨在提高天然产物的发现。十六进制是由三个主要组件:生物信息学工具,遗传学工具和合成生物学工具,这些特性使它识别和优先从内部bgc基因组数据。一旦发现,这些“神秘”bgc是转基因的,可以表达不同的主机酿酒酵母。
“…它已经明了,我们能够获得基因的DNA序列机器能够生产天然产品远远超过我们能够隔离并通过传统方式的特点。通过使用这种DNA序列作为起点,剥离掉所有的本地监管和主机移动的机械模型,我们可以快速、轻松地成长,不同的表达平台允许访问这可能的小说,否则难以接近的天然产品。”哈维说。
诸多代谢组学可以用来检测菌株表达bgc和完整的复合结构可以解决使用液相色谱-光谱法(LM-MS)和核磁共振(NMR)对化合物确定为“小说”。
团队十六进制应用于41真菌bgc跨广泛的物种- 54%的导致天然产品本身不存在于酵母。作者强调,十六进制可以帮助生产天然治疗化合物,通过其识别能力自然的bgc,以前隐藏在真菌的基因组。
哈维正在进行的和未来的研究评论:“工作目前正在进行的斯坦福基因组技术中心看几个集群,包括一些和一些没有工作,非常多的细节。在本研究的范围来验证我们的系统在基因层面上,然后寻找他们的能力产生一种天然产品,目前我们的同事看的丰度和身份从这些基因mRNA转录从每个信使rna和蛋白质翻译。”
”这种“multi-omics”方法研究酵母菌株表达集群,那些都是富有成效的,那些没有将提供大量的洞察如何从非功能性系统,提高救援功能函数在那些仅略有成效。”
科林·j·b·哈维劳拉·伊丽莎白·梅森说,科学技术网络作家188金宝搏备用
引用
1。c·j·b·哈维et al。十六进制:不同的真菌天然产物的发现表达平台。Sci睡觉。2018;4:eaar545。(2018年4月11日)
2。d·j·纽曼,通用克拉格,天然产物来源的新药从1981年到2014年。j . Nat,刺激。79年,629 - 661 (2016)。
