自我抵抗基因引导的,高通量自动化基因组挖掘来自Streptomyces的生物活性天然产品

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 自然产品化学 自然产品化学
• 合成生物学 合成生物学

背景情况:

• 自然产品 (NPs) 是药物的关键来源,Streptomyces物种是各种生物活性化合物的丰富生产者.
• 发现新型NP对于开发新疗法和生物技术工具至关重要.
• 目前的NP发现方法可能耗时且缺乏可扩展性.

研究的目的:

• 开发和验证一个完全自动化的,可扩展的,高吞吐量平台,用于从Streptomyces物种中发现生物活性天然产品 (NP).
• 简化从基因集群识别到化合物检测和生物活性查的过程.

主要方法:

• FAST-NPS平台集成了使用自我抵抗基因的生物合成基因集群 (BGC) 的计算预测和优先级.
• 它采用自动克隆,在Streptomyces lividans TK24中异质表达,高吞吐量发酵和产品提取.
• 一项概念验证研究涉及来自11个Streptomyces菌株的105个BGC.

主要成果:

• 在克隆105个BGC (10-100kb) 中,获得了95%的成功率.
• 异质表达产生了23个检测到的NP.
• 其中八种NP表现出来自5种BGC的抗菌或抗瘤生物活性.

结论:

• FAST-NPS平台显著加速了生物活性天然产品的发现.
• 这种自动化方法在推进生物医学和生物技术应用方面具有巨大的潜力.
• FAST-NPS提供了一个可扩展的解决方案,用于识别来自微生物来源的新药线索.