Science:从人类微生物组的数据海洋中,揪出菌群的生物活性小分子

Science [IF:41.037]
① 开发一种计算机算法MetaBGC,可基于宏基因组测序的读段数据,鉴定人类微生物组中的小分子生物合成基因簇(BGC);② 用MetaBGC分析2544个人类宏基因组样本,发现约半数个体的菌群中都存在II型聚酮合酶(TII-PKS)的BGC,其中13个为新发现的,被多样化的菌群成员编码和表达;③ 用合成生物学策略对新发现的TII-PKS BGC产物进行表达和纯化,明确了分子结构,并发现这类分子具有抗菌活性,可能在生态位竞争和宿主防御中发挥作用。
【主编推荐语】已有不少研究揭示了菌群在生理和疾病中的作用,但其中涉及的菌群分子和相关机制仍有很多未知。Science刚刚发表了由普林斯顿大学Mohamed S. Donia团队主导的最新研究,报道了一种新的算法MetaBGC,与合成生物学方法结合使用,可从人类宏基因组数据中鉴定具有生物活性作用的菌群小分子。该研究中以II型聚酮合酶(TII-PKS)的生物合成基因簇(BGC)为例进行分析(这是一类不常见的细菌BGC,但其已知的小分子产物中包括四环素和抗癌药阿霉素,具有临床药用价值),表明TII-PKS BGC广泛存在于人类微生物组成员中。这种微生物组分析方法,为系统性研究介导菌群-宿主以及菌群-菌群互作的生物活性分子,提供了有力手段。(@mildbreeze)
A metagenomic strategy for harnessing the chemical repertoire of the human microbiome
2019-10-04,doi:10.1126/science.aax9176
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