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作者

杨英哲 范可强 王海燕 向丽军 张书平 赵燕 潘国辉

作者单位

¹山东第一医科大学(山东省医学科学院)生物医学科学学院(省医药生物技术研究中心) ²中国科学院微生物研究所微生物资源前期开发国家重点实验室 ³中国科学院大学存济医学院

刊名

微生物学通报

年份

2024

卷号

第51卷

期号

第5期

页码

1713-1731

ISSN

0253-2654

关键词

拟无枝酸菌属 次级代谢 天然产物 生物合成基因簇 基因编辑

分类号

Q933

摘要

【背景】拟无枝酸菌属作为一类重要的稀有放线菌，是抗菌、抗癌类药物的重要来源，其合成天然产物的潜能尚待系统分析及发掘。【目的】揭示拟无枝酸菌属不同结构类型次级代谢产物合成潜能，并建立两个代表性菌株的遗传操作体系，为结构新颖或生物活性优良的次级代谢产物发掘及研究提供条件。【方法】使用多位点序列分析方法评价已公布的拟无枝酸菌基因组之间的相似度。同时，使用antiSMASH分析所有基因组的基因簇，预测其合成产物结构信息，并利用BiG-SCAPE对基因簇进行聚类分析。利用pSET152整合载体优化两个代表性拟无枝酸菌的接合转移条件，以建立遗传操作体系。采用CRISPR-cBEST碱基编辑和传统的同源重组确定靶基因失活方案。【结果】146个拟无枝酸菌基因组的生物信息学分析显示，平均每个基因组中含有33个基因簇。其中聚肽、聚酮及萜类合成基因簇的丰度较高，并且大多数基因簇与已知化合物基因簇不同。成功确定了拟无枝酸菌属两个代表菌株的最适接合转移条件。尽管CRISPR基因编辑质粒能够转入拟无枝酸菌，但6个载体均未成功编辑目标基因，而利用传统同源重组方法则成功敲除目标基因，建立了目的基因敲除系统。【结论】次...更多

【背景】拟无枝酸菌属作为一类重要的稀有放线菌，是抗菌、抗癌类药物的重要来源，其合成天然产物的潜能尚待系统分析及发掘。【目的】揭示拟无枝酸菌属不同结构类型次级代谢产物合成潜能，并建立两个代表性菌株的遗传操作体系，为结构新颖或生物活性优良的次级代谢产物发掘及研究提供条件。【方法】使用多位点序列分析方法评价已公布的拟无枝酸菌基因组之间的相似度。同时，使用antiSMASH分析所有基因组的基因簇，预测其合成产物结构信息，并利用BiG-SCAPE对基因簇进行聚类分析。利用pSET152整合载体优化两个代表性拟无枝酸菌的接合转移条件，以建立遗传操作体系。采用CRISPR-cBEST碱基编辑和传统的同源重组确定靶基因失活方案。【结果】146个拟无枝酸菌基因组的生物信息学分析显示，平均每个基因组中含有33个基因簇。其中聚肽、聚酮及萜类合成基因簇的丰度较高，并且大多数基因簇与已知化合物基因簇不同。成功确定了拟无枝酸菌属两个代表菌株的最适接合转移条件。尽管CRISPR基因编辑质粒能够转入拟无枝酸菌，但6个载体均未成功编辑目标基因，而利用传统同源重组方法则成功敲除目标基因，建立了目的基因敲除系统。【结论】次级代谢潜能分析显示拟无枝酸菌属中蕴含丰富的新颖天然产物资源。此外，成功建立的基因编辑体系实现了外源基因整合及内源基因敲除，为该属新颖次级代谢产物的挖掘及生物合成研究提供了坚实的研究基础。收起

基金

国家自然科学基金

文献类型

期刊

浏览量

6