新疆古尔班通古特沙漠链霉菌:从可培养资源多样性到抗菌天然产物的生物合成潜力探索

作     者：李帅 董雷 韩嘉瑞 史国源 连文慧 刘永红 李博翰 Osama Abdalla Abdelshafy Mohamad 李文均 

作者机构：中山大学生命科学学院 中国科学院新疆生态与地理研究所 华南农业大学生命科学学院 

出 版 物：《中国科学:生命科学》 (Scientia Sinica(Vitae))

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 10[医学] 

基　　金：第三次新疆综合科学考察项目(批准号:2022xjkk1200) 国家自然科学基金(批准号:32000005,32270076) 广东省基础与应用基础研究基金自然科学基金面上项目(批准号:2023A1515012020)资助 

主　　题：沙漠 链霉菌 可培养 天然产物生物合成 抗菌活性 

摘      要：全球抗生素耐药性和新型抗菌药物短缺问题日益严峻,因此迫切需要发现新的或更有效的抗生素.沙漠生境蕴藏着丰富的链霉菌资源,是新型活性天然产物的重要潜在来源,但其在很大程度上仍未得到充分探索.本研究旨在深入挖掘新疆古尔班通古特沙漠中的可培养链霉菌资源,并探究其抗菌天然产物生物合成潜力.本文利用8种培养基对4份沙漠样品中的链霉菌进行分离、纯化和鉴定,随后对代表性链霉菌进行培养特征观察、次级代谢产物生物合成基因簇(biosynthetic gene cluster, BGC)预测和抗菌活性评价.研究结果显示,共分离得到469株链霉菌,占放线菌总菌株数的44.0%.从64株代表性链霉菌基因组中共预测得到1937个BGCs,分属于1068个基因簇家族(gene cluster family, GCF),其中97.5%的GCFs表现出较高的新颖性和次级代谢功能谱系多样性.此外,通过抗菌活性筛选,发现41株代表性链霉菌对至少一种临床病原菌具有拮抗作用,且其中2株具有广谱抗菌活性.这些发现表明,新疆古尔班通古特沙漠中蕴藏着极为丰富多样的可培养链霉菌资源,且绝大多数具有巨大的次级代谢产物生物合成潜力和较好的抗菌活性,为新型抗生素药物先导化合物的开发提供了重要依据和优良菌种来源.