||
源自2013年发表在nature medicine上介绍赛诺菲投资研究微生物天然产物的新闻,已经两年了,翻出来看看是蛮有意思的。
文献
Grushkin D.Natural products emergent.Nature Medicine19(4):390-2 (2013)
2011年,世界第四大制药公司赛诺菲(Sanofi)的总部一直在犹豫是否要清理公司整合的微生物资源库的80,000株菌。这一天,Elias Zerhouni(赛诺菲的全球研究发首席执行官)将哈佛大学的Gregory Verdine教授邀请到巴黎,并与其探讨如何增强公司的的药物研发链。这次讨论的结果使他们决定合作共同探索埋藏在这8万株菌背后的小分子天然产物。赛诺菲决定投资1.25亿美金,在美国的研究重镇Boston成立一个叫做WarpDrive Bio的公司,专门挖掘微生物天然产物。
与植物天然产物不同,编码微生物天然小分子的基因通常都是聚集在一起形成一个基因簇(gene cluster),大量天然产物生物合成的前期研究已经研究者们提供了积累足够的知识,很多软件已经开发用于预测微生物天然产物基因簇,其中最有名的是antiSMASH: antibiotics & Secondary Metabolite Analysis Shell。Verdine教授在一次会议报告中提到,使他们做出投资研究研究微生物天然产物这个方向的原因是目前大量的微生物基因组测序揭示了大量未知天然产物基因簇。举例来说,通常一个放线菌,通过传统的直接培养微生物分离纯化的方法可以获得2-3个天然小分子化合物,然而基因测序揭示了这类细菌的基因组上通常有20-30个基因簇(而真菌可能具有更多的基因簇),这些都表明了传统的筛选和分离纯化很可能只开发了研究微生物<20%的天然产物. 其中几个著名的例子包括2002年发表的第一个陆生链霉菌Streptomyces coelicolor A3的全测序和2007年第一个海洋放线菌Salinispora tropica CNB440的全测序。
Warp Drive的战略分三步走:1.测序建立微生物基因信息库需找有特色的基因簇;2.基因簇的表达和改造获得新化合物;3.测试化合物的活性。与传统“培养-提取分离-筛活性”的方法不同,从基因出发,很快能剔除已知化合物的基因簇,大大增加新化合物发现的效率。这辆整合了多学科人才(从生物信息,基因操作,生物化学研究,产物分离提取鉴定,化学合成和活性测试)的基因采矿车能否获得成功我们拭目以待,而制药界的巨头公司们都在时刻注意着他的行动,在加入这个游戏以前,他们希望看到更多成功的案例。
后记:
目前利用基因采矿(genome mining)技术发掘微生物天然产物已经成为天然产物研究领域一大热点。相比与植物天然产物,微生物容易获得和培养,产生周期短。特别是在微生物中,合成小分子化合物的基因都是成簇,这为生物合成的研究提供了理想的平台,同时也为进一步的基因改造获取新化合物提供了基础。然而挑战与机会并存,因为往往未知的新颖基因簇都难以激活和表达,这个是目前这个领域面临的最大难题(见推荐阅读)。天然产物的研究已经有一百多年的历史了,很多人认为这已经是一门是“夕阳”学科,然而科学技术的进步和推陈出新的想法能为天然产物的研究找到新的突破口。
推荐阅读:
Rutledge, P. J., andChallis, G. L. (2015) Discovery of microbial natural products by activation ofsilent biosynthetic gene clusters, NatRev Microbiol.
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-11-26 02:52
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社