红酵母从深海沉积物显示抗癌和抗菌特性

许多天然产物正在等待发现各种各样的自然栖息地。尤其是微生物如细菌或真菌可以产生多样化的自然生物医学应用潜力高产品的特定抗生素和抗癌药物。这包括所谓的红酵母的物种红酵母mucilaginosa,孤立从深海沉积物样本的中大西洋海脊和分析基因组和化学成分研究人员从GEOMAR海洋生物技术中心(GEOMAR-Biotech) GEOMAR亥姆霍兹海洋研究中心的基尔基尔大学(标出)。

共同努力,科学家成功地证明其抗癌和抗菌效果。这项研究中,部分资助的基尔基尔大学的海洋科学(公里)最近发表在著名的科学杂志上海洋药物。

一个独特的机会出现植物遗传学和分子生物学的研究人员基尔大学教授弗兰克Kempken为首。通过基尔大学地球科学学院,他的团队获得了从大西洋中脊的沉积物样品在1600 - 4000期间收集的深度研究与德国研究船巡航玛丽亚MERIAN。从这些沉积物岩心深度3600米,教授Kempken´s集团成功地分离和培养真菌的物种红酵母mucilaginosa。这种缓慢增长的酵母,属于所谓的担子菌类酵母不应被混淆与知名的面包酵母。物种最初生长在大深度高静水压力和容忍,而寒冷的温度。

“与应用方法,我们已经成功地培养酵母菌菌落能够承受和成长在房间温度和大气压力下”,Kempken教授解释道。“这些实验显示出了它再次,微生物与特定的生理属性在不同的生态位。实验表明我们特殊的生态区位能产生微生物特殊的特色。假设这个特殊的适应性属因此鼓励我们进一步分析这一物种”,弗兰克Kempken教授说,他的研究小组分析海洋真菌的基因组已经超过十年了。阿布·库马尔(基尔大学)博士博士后股票第一作者博士拉里萨Budenbender从GEOMAR在最近的研究中,最终成功将红酵母的基因组mucilaginosa通过装配数百万个DNA片段测序。此外,糖脂类生物合成途径的基因编码的关键组件被确定——一个重要的途径对天然物质为各种应用程序的开发在医学和生物技术、食品、化学、农业。

完整的代谢组学的分析潜在的真菌是困难的,因为许多天然产物只有在特殊的条件下产生的自然环境。因为它是不可能模仿中大西洋脊的条件在实验室里,教授Deniz Tasdemir,海洋天然产物化学研究单位负责人GEOMAR GEOMAR-Biotech主任,博士和拉里萨Budenbender决定分析红酵母´s代谢物在不同生长条件下生产和生物活性。我们观察到medium-dependent微分bioactivitiy, cancer-inhibiting或抗菌素”,Tasdemir教授说。接下来,他们调查了化学成分,所谓的代谢物的酵母使用算法自动代谢组学。它表明,红酵母是极其丰富的糖脂,名叫多元醇脂肪酸酯(PEFAs), simon细胞膜的结构组件可能保护酵母对深海环境的渗透压。Tasdemir教授说:“我们发现,在我们调查的第一步,许多许多这些化合物在酵母、支持基因组在基尔大学矿业研究由我们的同事。”Budenbender博士采用有针对性的方法净化结构非常相似,因此很难净化化合物。“几个孤立PEFAs新文献和我们确定他们非常复杂的化学结构。看来,这些化合物显示更高的抗癌活动发生时在一起,这种现象称为合作,我们想了解原因效应”Tasdemir教授说。

这两个互补的富有成效的合作工作组GEOMAR和基尔大学通过应用多个组学策略的说明使小说从深海天然产物的生物合成红酵母DNA以及代谢物水平。结果用这个油红酵母有助于开发新的药物还可能发现生物技术应用在食品、化学或农业产业甚至在未来的生物燃料。

参考:Buedenbender L,库马尔,Blumel M, Kempken F, Tasdemir d基因组学和Metabolomics-Based深海Sediment-Derived酵母的调查,红酵母mucilaginosa50-3-19/20B。海洋药物。2021;19 (1)。doi: 10.3390 / md19010014。

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