新型土壤细菌具有用于二次代谢物生物合成的多种基因
Alexander Crits-Christoph1,2, Spencer Diamond3, Cristina N Butterfield3
1Department of Plant and Microbial Biology, University of California, Berkeley, Berkeley, CA, USA.
土壤微生物在生产新型抗生素和药品方面仍有潜力. 研究人员在未经研究的细菌中发现了多样化的生物合成基因集群,突出了用于药物发现的大量未经探索的自然产品来源.
科学领域:
- 微生物学
- 基因组学
- 生物化学
背景情况:
- 土壤微生物产生各种二次代谢物,如抗生素和 siderophores.
- 大多数已知的抗生素都来自有限数量的可培养微生物.
- 大多数土壤细菌的生物合成能力在很大程度上仍未得到研究.
研究的目的:
- 探索以前研究不足的土壤微生物类的生物合成潜力.
- 在土壤细菌中识别二次代谢产生的新基因群.
- 将微生物二次代谢物生物合成与生态功能联系起来.
主要方法:
- 从草原土壤基因组中重建数百个几乎完整的基因组.
- 聚基和非核糖体生物合成基因集群的识别和表征.
- 在微观实验中对120个时间点的基因表达进行转录分析.
主要成果:
- 在未经研究的细菌群中发现多样化,分离的生物合成基因群,包括酸性细菌,微型细菌,金类细菌和红细菌.
- 在丰富的土壤细菌中识别了许多生物合成基因,特别是在酸菌系内.
- 与生态过程相关的生物合成基因集群在应对环境变化时的差异性共同表达的证明.
结论:
- 丰富多样的土壤微生物的生物合成潜力被严重低估.
- 新发现的土壤细菌是发现新型天然产品,包括潜在的新抗生素的有希望的来源.
- 将二次代谢物生物合成与环境传感和竞争联系起来,可以了解微生物生态.
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