通过共同进化分析,释增强自然产品生物合成的基因
Xinran Wang1, Ningxin Chen1, Pablo Cruz-Morales2
1Shenzhen Key Laboratory for the Intelligent Microbial Manufacturing of Medicines, Key Laboratory of Quantitative Synthetic Biology, Center for Synthetic Biochemistry, Shenzhen Institute of Synthetic Biology, Shenzhen Institute of Advanced Technology, Chinese Academy of Sciences, Shenzhen, China.
科学家们确定了共同进化的基因,这些基因增强了Streptomyces中的天然产品生物合成. 改造皮罗洛基诺林 (pqq) 基因集群促进了多个菌株的代谢物生产,激活了沉默的基因集群.
科学领域:
- 微生物学 微生物学
- 生物技术是生物技术.
- 基因组学就是基因组学.
背景情况:
- 斯特雷普托米切斯物种拥有广泛的天然产品生物合成基因集群 (BGCs).
- 开发用于Streptomyces BGCs的通用工程策略是具有挑战性的,因为有特定物种的变异.
- 提出了一个假设,即共同进化的基因支持BGC,可以用于提高普遍生产力.
研究的目的:
- 在Streptomyces中使用原始基因组学识别与自然产品BGC共同进化的基因.
- 为了测试工程的有效性,确定了共同进化的基因,以增强聚基化物生产.
- 探索这种策略在激活无声BGC和发现新型化合物的潜力.
主要方法:
- 植物基因组学分析以确定与多基基体BGCs共同进化的基因.
- 检查了"共酶"类别中的11个共同进化的基因,包括pqq基因集群.
- 将pqq基因集群工程化为11种不同的Streptomyces菌株.
主要成果:
- 鉴定了597个与多基基体BGCs共同进化的基因.
- 工程 pqq 基因集群显著增强了 11 个Streptomyces菌株的代谢物产量.
- 对36种已知的天然产品实现了高达40倍的改善,并激活了几种无声BGC.
结论:
- 共同进化的基因,如pqq集群,代表了一种新的工程策略,以改善Streptomyces中的多基化物生产.
- 这种方法提供了一种提高自然产品产量的通用方法,并揭示了BGCs.
- 这一发现为改善Streptomyces药物发现和生物合成铺平了道路.
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