机器学习揭示了生产宿主Streptomyces albidoflavus的转录调节网络
Mathias Jönsson1, Renata Sigrist1, Tetiana Gren1
1Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability, Technical University of Denmark, Kemitorvet, Building 220, 2800 Kgs. Lyngby, Denmark.
这项研究解读了Streptomyces albidoflavus的转录调节网络 (TRN),揭示了它如何适应各种条件并激活天然产品生物合成. 这为优化药物发现和生产提供了基本的理解.
科学领域:
- 微生物学 微生物学
- 基因组学就是基因组学.
- 系统生物学 系统生物学
背景情况:
- 菌株Streptomyces albidoflavus对于通过异构生物合成基因集群 (BGCs) 发现和生产天然产品至关重要.
- 在这种菌株中,控制二次代谢的转录调节网络 (TRN) 尚不清楚.
- 了解TRN是释放S. albidoflavus在天然产品发现方面的全部潜力的关键.
研究的目的:
- 为了全面描述Streptomyces albidoflavus的转录调节网络 (TRN).
- 了解TRN在调节各种生长条件下的二次新陈代谢中的作用.
- 为探索基因功能和优化基因基因组提供一个定量框架.
主要方法:
- 独立组件分析 (ICA) 应用于218个RNA测序 (RNA-seq) 转录组.
- 对88种不同的生长条件进行分析,以捕捉不同的细胞状态.
- 识别了78个独立调节的基因组 (iModulons),代表TRN组件.
主要成果:
- 确定了78个iModulon,在各种条件下对TRN进行定量描述.
- 揭示了TRN适应不同生长环境和保存/独特的血统特征.
- 已经证明了内源性BGCs的转录激活,包括对surugamide,minimycin和paulomycin的激活.
- 在S. albidoflavus基因组中,40%的以前未被表征的基因的推断功能.
结论:
- 这项研究提供了S. albidoflavus TRN.的详细,定量地图.
- 这种知识库有助于进一步探索和实验验证二次新陈代谢.
- 这些发现增强了S. albidoflavus在天然产品发现和工程方面的实用性.
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