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西北研究院在新型tRNA促进链霉菌抗生素合成研究方面取得新进展

文章来源:信息中心  |  发布时间:2022-06-23  |  【打印】 【关闭

     链霉菌是一类合成天然产物药物的主要微生物类群,其基因组中含有大量的次生代谢基因簇。尽管人类已经从多种链霉菌中发现了许多有价值的次生代谢物例如链霉素、纳他霉素、氯霉素等,并用于人类临床治疗、动物养殖、作物抗虫等领域,然而这些化合物在已经发现的次生代谢基因簇中占比不超过5%。同时很多现有发酵过程均存在抗生素产量低、周期长等缺陷。因此如何有效激活这些次生代谢基因簇或提升现有抗生素发酵产率是研究微生物源性抗生素的关键环节。 

     中国科学院西北生态环境资源研究院(以下简称“西北研究院”)刘光琇团队从巴丹吉林沙漠极端环境中分离出一株热丁香链霉菌,在其基因组中发现了一个特殊的新型tRNA-Asp-AUC基因,它不仅可通过有效识别链霉菌中天冬氨酸的稀有密码子GAT来促进链霉菌次生代谢基因簇的表达,而且还可以调控抗生素合成关键因素——维生素B12相关化合物的合成,进而加速次生代谢物的合成而提升其产率。这不仅提供了一种提升工业链霉菌抗生素合成速率的高效方案,也为研究人员从链霉菌中开发新型次生代谢物开辟了新的有效途径。相关研究成果于2022年6月14日以 A new bacterial tRNA enhances antibiotic production in Streptomyces by circumventing inefficient wobble base-pairing 为题在国际著名学术期刊 Nucleic Acids Research (IF=16.971)在线发表。中科院沙漠与沙漠化重点实验室、甘肃省极端环境微生物资源与工程重点实验室陈熙明副研究员为第一作者,刘光琇研究员与英国Swansea大学Paul Dyson教授为共同通讯作者。相关技术已申报国家发明专利(专利申请号:201910529916.9;201910529555.8)。 

     该研究受中国科学院“西部之光”交叉团队项目-重点实验室合作研究专项(xbzg-zdsys-202105)、科技部国家重点研发计划 (2019YFE0121100)、国家自然基金面上项目(31870479),以及英国BBSRC基金[BB/J020419/1]联合资助。

 

新型tRNA-Asp-AUC促进链霉菌抗生素合成机制

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