鉱山土壌のメタゲノームは,自然産物の構造的多様性の進化をよりよく理解するために:ケーススタディとしての五角ポリフェノール

科学分野:

• メタゲノミクスとは
• 自然製品化学 自然製品化学
• バイオインフォマティックス

背景:

• メタゲノミクスライブラリマイニングは,環境DNA (eDNA) から自然製品遺伝子クラスタの回復を可能にします.
• ケトシンタゼ (KS) 遺伝子配列 (配列タグ) は,構造的および生物合成的多様性を調査するために使用されます.
• eDNAから派生したKS配列のタグは,しばしば既知のクラドの間にあり,新しい発見の可能性を示しています.

研究 の 目的:

• メタゲノム図書館のシーケンス・ガイデッド・マイニングを使用して,五角ポリフェノール (PPs) の構造的および生物合成的多様性を調査する.
• 新しい生物活性代謝産物および関連する遺伝子クラスターの発見のための中間eDNA由来配列タグの有用性を調査する.
• 自然製品の構造的多様性の進化についての洞察を得るために.

主な方法:

• 土壌のeDNAライブラリからPCRアンプリコンのケトシンタゼ (KS) 配列 (配列タグ) を利用した.
• 系統遺伝的分析は,eDNAから派生した配列タグで行われました.
• 特定のeDNA由来KSβ配列タグに対応する復元された遺伝子クラスター.
• Streptomyces albus.の遺伝子クラスターの異質表現について

主要な成果:

• 既知のPP代謝産物クラードの間に位置する2つのeDNA由来KSβ配列タグから復元された遺伝子クラスター.
• 3つの新しいPPを分離した:抗増殖活性を持つカリキサントミシンA (1),抗菌活性を持つアレニミシンC (2) とD (3).
• 遺伝子型-化学型比較に基づいて4つのPPサブファミリーを定義しました.
• PPの裁縫遺伝子の制限された水平移転が観察されました.

結論:

• 中間eDNA由来配列タグは,新しい生物活性代謝産物および関連する遺伝子クラスターの発見に価値があります.
• この研究では,重要な生物活性を持つ新しいPPを特定し,既知のPP化学空間を拡大しました.
• 研究結果は,PPの構造的多様性の進化は,遺伝子クラスターの関連性および水平遺伝子転送パターンの影響を受けていることを示唆しています.