海洋の微生物群の生物合成の可能性
Lucas Paoli1, Hans-Joachim Ruscheweyh1, Clarissa C Forneris2
1Department of Biology, Institute of Microbiology and Swiss Institute of Bioinformatics, ETH Zurich, Zurich, Switzerland.
研究者は新しい酵素や生化学化合物を発見するために 海洋の微生物の多様性を調査しました この研究により 培養されていない細菌の遺伝子を含む 何千もの新しい生物合成遺伝子群が 発見され 海洋生物の理解が広がりました
科学分野:
- 微生物学
- メタゲノミクス
- 生物化学
背景:
- 自然の微生物コミュニティは,広範囲にわたる遺伝的および代謝的多様性を示し,新しい酵素や化合物を発見する可能性を秘めています.
- 生物合成経路と宿主を特定するために微生物の多様性を研究することは,特にオープンオーシャンのような未知の環境では困難です.
- 大規模なゲノム解析データ分析の限界により,海洋微生物の生物合成の可能性はほとんど特徴づけられていない.
研究 の 目的:
- 生物合成遺伝子群の多様性と新奇性を調査する
- 未知の酵素と未知の微生物群の天然産物を特定する.
- 新しい生物合成経路とその関連生物活性化合物の特徴を明らかにする.
主な方法:
- 培養生物と単細胞生物から約1万個の微生物ゲノムを統合した.
- 海水サンプル1000本以上から 25,000本のゲノムを 再構築したものです
- 生物合成遺伝子クラスタを特定し特徴づけるために,ゲノム解析データを分析する.
主要な成果:
- 約4万の推定,主に新しい生物合成遺伝子群を発見した.
- 培養されていないバクテリア系"Candidatus Eudoremicrobiaceae"を含む予期せぬ遺伝子群の特定
- フォスペプチンとピトンアミド経路の特徴化,異常な化合物構造と酵素学を明らかにした.
結論:
- マイクロバイオミクス主導の戦略は,未知の微生物のコミュニティにおける未知の酵素や天然製品の探索に有効です.
- 海洋は微生物の生物合成多様性の 豊富な未開拓の貯蔵庫です
- この研究は 微生物の天然産物と その生物合成経路の 既知の範囲を広げています
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