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大健康时代下的微生物群系

中国科学:生命科学 2023年第5期53卷 553-555页

作者：邓子新焦念志岳建民上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室厦门大学海洋与地球学院近海海洋环境科学国家重点实验室中国科学院上海药物研究所新药研究国家重点实验室

21世纪以来,随着思想理念的突破和技术创新的支撑,人类对微生物的探索越来越深入、越来越迫切.“Microbiome”正是在这样一个科学蓬勃发展、技术迅速进步的背景下提出的具有历史意义、并持续推动科技发展的新概念.而它中文被译为“微生... 详细信息

21世纪以来,随着思想理念的突破和技术创新的支撑,人类对微生物的探索越来越深入、越来越迫切.“Microbiome”正是在这样一个科学蓬勃发展、技术迅速进步的背景下提出的具有历史意义、并持续推动科技发展的新概念.而它中文被译为“微生物组”距今也已超过15年.随着Microbiome研究在国内外的蓬勃发展,“微生物组”也几乎成为家喻户晓的新科技名词.

关键词：思想理念技术创新微生物

一种适用于链霉菌异源合成基因簇同框缺失的高效方法

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微生物学通报 2022年第9期49卷 3657-3670页

作者：林琛罗祥坤邓子新贺新义上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室上海200030

【背景】对抗生素生物合成途径的阐明有助于提高目标化合物的产量并开发具有更高活性的新化合物。基因的同框缺失是天然产物生物合成研究的常规手段,通过分析突变菌株积累的中间产物,可以帮助推导天然产物的合成途径及相关基因的功能。... 详细信息

【背景】对抗生素生物合成途径的阐明有助于提高目标化合物的产量并开发具有更高活性的新化合物。基因的同框缺失是天然产物生物合成研究的常规手段,通过分析突变菌株积累的中间产物,可以帮助推导天然产物的合成途径及相关基因的功能。天然产物生物合成基因簇的大小一般在20 kb以上,对每个基因进行同框缺失耗时耗力,因此,优化链霉菌来源的基因同框缺失的方法有重要的意义。【目的】基于PCR-targeting重新设计了一套在链霉菌柯斯文库质粒上进行基因同框缺失的方法,实现链霉菌基因在大肠杆菌中快速、高效的基因同框缺失的技术体系。【方法】使用氨苄青霉素抗性基因bla作为PCR-targeting DNA片段的筛选标记,同时使用体外的Pac I酶切和酶连系统代替体内的Flp/FRT系统来介导同框缺失的构建。【结果】利用这种方法,在6 d内完成了米多霉素生物合成基因簇中14个基因的同框缺失。【结论】此方法与传统的PCR-targeting方法相比,构建同框缺失载体的效率明显提高;Pac I识别序列在链霉菌基因组上的稀有性使得此方法在构建抗生素生物合成基因簇必需基因的同框缺失载体上具有普适性。

关键词：链霉菌 PCR-targeting 同框缺失米多霉素

醌那霉素生物合成中间产物的一锅酶促体系研究

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微生物学报 2023年第9期63卷 3520-3533页

作者：吕丹阳高耀杰赵宇春周洁邓子新蒋明上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室上海200240

【目的】通过一锅酶法在体外无细胞条件下重构醌那霉素的生物合成途径,实现从原料辅酶A、乙酰-辅酶A和丙二酸到醌那霉素重要中间体的高效转化。【方法】纯化得到AlpAB、RavC等8个醌那霉素合成相关蛋白和MCAT、MatB等2个辅助蛋白;利用一... 详细信息

【目的】通过一锅酶法在体外无细胞条件下重构醌那霉素的生物合成途径,实现从原料辅酶A、乙酰-辅酶A和丙二酸到醌那霉素重要中间体的高效转化。【方法】纯化得到AlpAB、RavC等8个醌那霉素合成相关蛋白和MCAT、MatB等2个辅助蛋白;利用一锅酶法进行体外反应,并用高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)检测反应产物;利用该体系探究Ⅱ型硫酯酶AlpS在合成通路中的功能及作用底物;利用单一变量法对体系温度、pH、最小聚酮合酶(minimal polyketide synthase,minimal PKS)浓度和Ⅱ型硫酯酶AlpS浓度等条件进行优化。【结果】体系所需的聚酮合酶和辅助蛋白均获得可溶性表达;利用一锅酶法成功合成了醌那霉素的早期重要中间体SEK15、UWM6、rabelomycin、prejadomycin和dehydrorabelomycin;加入AlpS蛋白后以上5种产物产量均有不同程度的提高,其中prejadomycin和dehydrorabelomycin提高较为显著;优化后的反应最适条件为:温度30℃、pH 7.0、最小聚酮合酶(AlpA、AlpB和RavC)浓度各2.8μmol/L、AlpS 7.2μmol/L;prejadomycin的产量提高到302 mg/L。【结论】本研究成功利用一锅酶法在无细胞条件下重构了醌那霉素的早期生物合成途径,合成了醌那霉素的重要中间体SEK15、UWM6、rabelomycin、prejadomycin和dehydrorabelomycin。研究进一步验证了硫酯酶AlpS的链释放功能并推测其作用底物。

关键词：醌那霉素一锅酶法体外重构 Ⅱ型聚酮化合物

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基于转录组分析大肠杆菌响应亚碲酸盐的机制

微生物学报 2022年第7期62卷 2702-2718页

作者：胡苏姝彭万里林双君邓子新梁如冰上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室上海200240

亚碲酸盐对绝大多数微生物有高毒性,可用作抗菌剂;但其具体毒性机制仍不清楚。【目的】理解亚碲酸盐的毒性机制,揭示亚碲酸盐处理导致的代谢变化。【方法】本研究通过比较转录组分析与挖掘差异转录基因,探讨了大肠杆菌响应亚碲酸盐胁迫... 详细信息

亚碲酸盐对绝大多数微生物有高毒性,可用作抗菌剂;但其具体毒性机制仍不清楚。【目的】理解亚碲酸盐的毒性机制,揭示亚碲酸盐处理导致的代谢变化。【方法】本研究通过比较转录组分析与挖掘差异转录基因,探讨了大肠杆菌响应亚碲酸盐胁迫的机制。【结果】Escherichia coli MG1655在10μg/mL亚碲酸盐处理1 h后,比较和分析了亚碲酸盐处理组与对照组的转录水平差异,发现细胞呈现一种明显的适应性变化,许多参与重要代谢途径的基因转录水平改变。其中,与核糖体代谢和鞭毛组装相关基因的转录水平发生显著变化,表明这两条途径很可能是亚碲酸盐作用的主要途径。与细胞能动性、金属离子代谢、细胞膜功能相关的基因的转录水平也发生了明显变化,可能是由于其参与了抵抗亚碲酸盐毒性的细胞代谢调节和损伤修复。【结论】本项工作有助于推动亚碲酸盐毒性机理的研究,促进亚碲酸盐的临床应用。

关键词：亚碲酸盐比较转录组差异转录基因核糖体代谢鞭毛组装

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合成生物学趁最好时代,建物致知,建物致用

生命科学 2019年第4期31卷 323-324页

作者：邓子新上海交通大学生命科学技术学院上海200240

这是拓新的时代。全球颠覆性科技创新进入空前密集活跃的时期,新一轮科技革命和产业变革开始重构全球创新版图、重塑全球经济结构。这是最好的时代。我们比历史上任何时期都更接近中华民族伟大复兴的目标,我们比历史上任何时期都更需要... 详细信息

这是拓新的时代。全球颠覆性科技创新进入空前密集活跃的时期,新一轮科技革命和产业变革开始重构全球创新版图、重塑全球经济结构。这是最好的时代。我们比历史上任何时期都更接近中华民族伟大复兴的目标,我们比历史上任何时期都更需要建设世界科技强国。

关键词：合成生物学科技创新科技革命经济结构中华民族颠覆性

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链霉菌高拷贝质粒pU101的分子生物学

生物工程学报 1990年第2期6卷 85-90页

作者：邓子新华中农业大学土化系农抗研究室

链霉菌基因克隆系统的不断发展和完善,使人们从分子水平上对链霉菌的认识达到了一个新的境界。这个属的微生物菌落形态和生理分化极其复杂,因此它是研究细菌基础遗传学。

关键词：链霉菌质粒分子生物学

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脓肿分枝杆菌MBT结构鉴定与比较演化分析

微生物学通报 2022年第11期49卷 4848-4859页

作者：薛松范殊璇史君涵傅翔邓子新马伟上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室上海200240 上海交通大学生命科学技术学院上海200240

【背景】作为临床最常见的非结核条件致病分枝杆菌,脓肿分枝杆菌(Mycobacteroides abscessus)因其天然、多耐药等特性成为目前临床治疗的一大挑战。作为分枝杆菌限制性营养元素——铁摄取的关键系统,分枝杆菌素(mycobactin,MBT)、羧基... 详细信息

【背景】作为临床最常见的非结核条件致病分枝杆菌,脓肿分枝杆菌(Mycobacteroides abscessus)因其天然、多耐药等特性成为目前临床治疗的一大挑战。作为分枝杆菌限制性营养元素——铁摄取的关键系统,分枝杆菌素(mycobactin,MBT)、羧基分枝杆菌素(carboxymycobactin,cMBT)与病原分枝杆菌的毒力、耐药等密切相关。【目的】丰富分枝杆菌MBT、cMBT结构数据,探究MBT在致病分枝杆菌起源过程中的演化规律。【方法】在MALDI-TOF-MS与FT-MS/MS解析脓肿MBT、cMBT结构的基础上,进一步开展其活性分析与生物合成基因簇比较基因组分析。【结果】虽然脓肿分枝杆菌MBT、cMBT母核修饰模式与海洋分枝杆菌最相似,R1、R2、R3、R5等位置的修饰完全相同,而且脂肪酸链均位于R4位置;但脂肪酸链长度不同[C10-17(MBT)、C4-8(cMBT)],为新结构。Fe-cMBT不仅以浓度依赖方式促进脓肿分枝杆菌生长,而且利用效率显著高于FeCl3,相关结果表明MBT-cMBT是脓肿分枝杆菌高效获取铁元素的关键系统。与MBT结构结果一致,mbt-1基因簇共线性分析及mbt-1、mbt-2系统发育分析结果均表明脓肿分枝杆菌与海洋分枝杆菌(***)亲缘关系最近,而非结核分枝杆菌(***)或耻垢分枝杆菌(***)(基于16S rRNA基因序列分析)。进一步分析发现,***、***、***等病原分枝杆菌脂肪酸链长度变化范围仅4C,而***、***、***和***等条件致病与非致病菌的脂肪酸链长度变化范围为7-11C,暗示MBT同系物脂肪酸链长度变化范围与分枝杆菌不同生活方式、环境之间可能存在关联。【结论】作为获取铁元素的关键系统,具有独特结构的脓肿分枝杆菌MBT-c MBT在致病、耐药等方面的作用及起源、演化规律值得深入研究。

关键词：脓肿分枝杆菌铁载体分枝杆菌素羧基分枝杆菌素系统发育

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代谢科学:解密自然代谢,谋划生物“智”造

中国科学：生命科学 2017年第5期47卷 459-461页

作者：邓子新上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室

代谢是生物体内所发生的用于维持生命活动的一系列有序化学反应的总称,是一切生命活动的核心和基础.代谢的话题几乎随着生命科学的诞生而同时出现,它的科学内容和本质则随着生命科学和生物技术的持续发展而升华,不断地丰富着生命科学的... 详细信息

代谢是生物体内所发生的用于维持生命活动的一系列有序化学反应的总称,是一切生命活动的核心和基础.代谢的话题几乎随着生命科学的诞生而同时出现,它的科学内容和本质则随着生命科学和生物技术的持续发展而升华,不断地丰富着生命科学的内涵.21世纪以来,＂基因组计划＂从宏观和群体水平揭示着生命的遗传基础;＂蛋白质科学计划＂从微观和个体水平展示出众多生物大分子的相互和调控作用,

关键词：生命科学个体水平群体水平生物大分子遗传基础基因组计划代谢网络基础生物学生物技术原创性成果

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实践乃育人之本

实验室研究与探索 2012年第5期31卷 1-4页

作者：邓子新上海交通大学微生物代谢国家重点实验室上海200030

文章结合作者经历,阐述了生活、学习、工作中勇于实践,勤奋执着对育人的作用,提出在科学研究的实践过程中应注意的问题。尤其强调了生活实践中意志磨练,不畏挫折,科学实验中执着和毅力的重要性,提出要营造有利于创新和育人的实验室文化... 详细信息

文章结合作者经历,阐述了生活、学习、工作中勇于实践,勤奋执着对育人的作用,提出在科学研究的实践过程中应注意的问题。尤其强调了生活实践中意志磨练,不畏挫折,科学实验中执着和毅力的重要性,提出要营造有利于创新和育人的实验室文化环境等。

关键词：实验室实践育人科学研究实验室文化