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        科學家發(fā)現(xiàn)主開關可以打開沉默的生物合成基因簇
        
			
        
				2019-06-28 09:51:57
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        細菌提供了一些當今最不可缺少的抗癌和抗菌藥物。然而，這些化合物僅包含其可能產品的一小部分。現(xiàn)在，研究人員已經找到了一種釋放其作為天然產品分配器的全部潛力的方法。
        

        科學家發(fā)現(xiàn)主開關可以打開沉默的生物合成基因簇
        

        天然產物由稱為生物合成基因簇的細菌基因組的部分產生。這些聚類中的大多數(shù)是沉默的，這意味著它們不會產生任何化合物，但它們代表了激活和開采可能的新藥物的有趣目標。雖然以前的研究工作集中在個體集群上，但普林斯頓大學的科學家們已經發(fā)現(xiàn)了模式細菌Burkholderia thailandensis的全球監(jiān)管機構，它可以立即“開啟”大量的沉默集群。
        

        “天然產品監(jiān)管和生態(tài)功能通常落后于應用，”普林斯頓大學化學助理教授兼相應作者Mohammad Seyedsayamdost在“美國國家科學院院刊”上發(fā)表研究報告。“我們使用青霉素作為抗生素，但我們真的不知道微生物為什么會這樣做。”
        

        研究天然產物生物合成的調節(jié)，研究小組發(fā)現(xiàn)稱為scmR的LysR型轉錄調節(jié)因子是基因簇表達的全球守門者。他們通過從細菌的基因組中刪除它來證明調節(jié)劑的抑制能力，并觀察到20種B. thailandensis生物合成基因簇中的13種釋放新產品的激增。
        

        其中一個被轉換的沉默基因簇產生了malleilactone，據(jù)報道這種化合物對蠕蟲有毒。為了測試這些抗寄生蟲化合物的效力和scmR缺失突變體過量產生它的能力，研究生Dainan Mao在瓊脂平板上共培養(yǎng)活蠕蟲和scmR突變體。該研究的主要作者毛澤東對釋放的化合物的水平和效力感到驚訝，在暴露后30分鐘內殺死了蠕蟲。“這些蠕蟲的死亡速度幾乎快于我挑選和計算它們，”她說。
        

        該團隊不僅發(fā)現(xiàn)了沉默生物合成基因簇的全球調節(jié)因子，而且揭示了它與之相互作用的途徑。他們發(fā)現(xiàn)調節(jié)器的抑制能力是由群體感應激活的，這是以前從未見過的。這意味著存在的細胞越多，基因簇就越沉默。
        

        研究人員發(fā)現(xiàn)證據(jù)表明調節(jié)器還參與其他群體感應過程，包括毒力和生物膜形成。Seyedsayamdost說，雖然需要進一步調查，但在Burkholderia廣泛存在的調節(jié)因子可能是人類病原體中有希望的目標，可以消除它們開啟毒力途徑的能力。
        

        為了擴展他們的發(fā)現(xiàn)，該團隊建議開發(fā)一個篩選，以檢測對細菌制造天然產物的能力具有全局影響的其他調節(jié)劑，并且可以通過遺傳方法消除以釋放感興趣的分子。“敲出這些抑制器可能是未來真正有吸引力的策略，”他說。
        
			

			
          
        
			
        
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