发现海洋细菌的生物合成宝库

对从世界各地收集的1000多个海水样本中收集的微生物基因组进行的分析揭示了一个富含生物合成基因簇(BGC)的新细菌家族。这个新家族可以作为新酶、代谢物以及生物技术和治疗应用途径的库。

微生物在生理和生态上具有多样性，适应了地球上的一系列陆地和水生环境。然而，由于大多数这些微生物尚未在实验室中培养或研究，因此这种功能多样性仍未得到充分探索。

何塞普·加索尔博士说：“直到最近几年，由于多次环洋航行活动和新分子方法的使用，我们才开始了解海洋表层下隐藏着哪些生物体、哪些基因以及哪些生物技术潜力。”来自德尔马科学研究所的研究员，也是该研究的作者之一，该研究发表在《自然》杂志上。

研究人员利用最先进的分子和计算方法发现了2,700多种未描述的微生物物种。然后，他们将这些物种的基因组与公开可用的基因组整合起来，创建了海洋微生物组数据库。

挖掘该数据库揭示了约40,000个BGC，这些基因组预计编码约7,000种生化化合物的合成途径。这些化合物中一半以上可能是新的。

除了其生态作用外，许多新发现的化合物还可能具有类似药物的特性。“其中一些可以用于新疗法，而另一些则可以帮助改善某些生物技术过程，进而改善我们未来的生活质量，”塔拉海洋运动协调团队成员西尔维娅·阿西纳斯博士说，收集了研究中使用的海水样本。

该研究还定义了一个具有许多不同BGC的新细菌家族。科学家们将这个新科命名为“CandidatusEudoremicrobiaceae”，以希腊神话中具有精美礼物的海仙女尤多尔(Eudore)的名字命名。

为了扩展他们的工作，研究人员在细菌宿主中表达了两种BGC，即磷酸肽和蟒酰胺途径的BGC。这些途径产生的肽具有不寻常的结构和活性，可用于生物技术应用。

但这些只是数据集中数千条预测路径中的两条。这意味着许多新的生物合成酶和化合物尚未得到表征。“我们邀请世界各地的科学家与我们一起探索海洋微生物多样性，以发现新的酶、途径和专门的代谢物，并阐明它们的生态功能和潜在用途，”卢卡斯·保利和塞琳娜·罗宾逊博士在研究附带的简报中写道文章。

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