基于球孢链霉菌C-1027基因组信息发掘新型天然产物

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81302677
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3403.微生物药物
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Streptomyces globisporus C-1027, isolated from a soil sample collected in the Qian-jiang area of China, produces an extremely potent antitumor antibiotic, lidamycin. As a member of enediyne family, lidamycin is currently undergoing phase II clinical trial in China and will be expected to become a new drug with independent intellectual property rights. Draft genome sequence of S. globisporus C-1027 suggested that there are a large number of putative gene clusters of secondary metabolites in the genome and most of them appear to be completely novel. In this project, we will uncover new natural products based on the method of genome mining of their biosynthetic gene clusters. The fine map of genome will reveal some new biosynthetic genes of natural product and the putative structure type of natural products could be deduced by analyzing functions and organization of their biosynthetic gene. The putative gene clusters will be subjected to functional analysis by gene disruption, complemention and overexpression. Furthermore, some silent biosynthetic gene clusters will be expressed in heterologous model Streptomyces. The study of the putative gene clusters will disclose biosynthetic pathways of new natural products and provide more biosynthetic elements, which will lay the foundation for the development of novel microbial drugs using synthetic biologic techniques.
球孢链霉菌C-1027分离自湖北潜江土壤中,能产生新型抗肿瘤抗生素力达霉素,具有我国自主知识产权。力达霉素的生物合成途径和调控机制已初步阐明。基因组草图分析显示该菌株基因组中含有非常丰富的天然产物生物合成基因资源。本项目拟采用基因组发掘方法,在球孢链霉菌基因组中寻找新天然产物的生物合成基因簇,从而发现新的活性化合物。通过全基因组精细测序,发现可能的天然产物生物合成基因簇;根据其中关键基因的结构及组成,推测天然产物的化学结构和类型;通过阻断关键基因,确定基因簇与发酵产物中活性化合物的对应关系;敲除或过表达可能的转录因子,诱导"隐形生物合成基因簇"的激活,或将"隐形生物合成基因簇"导入遗传背景清晰的模式链霉菌中进行异源表达,尝试获得新天然产物。将基因组发掘策略应用于寻找球孢链霉菌新型天然产物,将揭示更多新型活性产物生物合成元件以及合成途径,为利用合成生物学技术进行创新微生物药物的研发奠定基础。

结项摘要

球孢链霉菌C-1027分离自湖北潜江土壤中,能产生新型抗肿瘤抗生素力达霉素,具有我国自主知识产权。力达霉素的生物合成途径和调控机制已初步阐明。基因组草图分析显示该菌株基因组中含有非常丰富的天然产物生物合成基因资源。本项目采用基因组发掘方法,在球孢链霉菌基因组中寻找新天然产物的生物合成基因簇,从而发现新的活性化合物。通过全基因组精细测序,PCR补洞和端粒的克隆测序,我们获得了全基因组精细图,并完成了基因组注释;基因组信息学分析预测了33个次级代谢产物生物合成基因簇,通过实时定量RT-PCR方法考察了其中关键酶基因的表达情况;通过调控球孢链霉菌多效性因子AtrA-gl,提高了铁载体生物合成基因簇的表达,分离到3个铁载体,其一是Desferrioxamine E;通过对8个隐形基因簇中途径特异性调控因子或转运蛋白的遗传操作,成功激活了4个基因簇的表达,分离到4个可能的新结构的化合物,具体化合物结构及生物学功能正在解析中。以基因组发掘策略应用于寻找球孢链霉菌新型天然产物,将揭示更多新型活性产物生物合成元件以及合成途径,为利用合成生物学技术进行创新微生物药物的研发奠定基础。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Improving the N-terminal diversity of sansanmycin through mutasynthesis.
通过诱变合成提高山散霉素的 N 末端多样性。
  • DOI:
    10.1186/s12934-016-0471-1
  • 发表时间:
    2016-05-06
  • 期刊:
    Microbial cell factories
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Shi Y;Jiang Z;Lei X;Zhang N;Cai Q;Li Q;Wang L;Si S;Xie Y;Hong B
  • 通讯作者:
    Hong B
Binding of a biosynthetic intermediate to AtrA modulates the production of lidamycin by Streptomyces globisporus
生物合成中间体与 AtrA 的结合调节球孢链霉菌产生力达霉素
  • DOI:
    10.1111/mmi.13004
  • 发表时间:
    2015-06-01
  • 期刊:
    MOLECULAR MICROBIOLOGY
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Li, Xingxing;Yu, Tengfei;Hong, Bin
  • 通讯作者:
    Hong, Bin

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其他文献

以 Apo A-I 为靶点的基因表达上调剂筛选模型的建立
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国医药生物技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    洪斌;杜郁;王丽非;司书毅;王丽;杨媛
  • 通讯作者:
    杨媛
基于微生物基因组的新型天然产物发现策略
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    国际药学研究杂志
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  • 作者:
    何庆;李青连;王丽非;洪斌
  • 通讯作者:
    洪斌
尿苷肽类抗生素生物合成研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
    国际药学研究杂志
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  • 作者:
    李青连;解云英;王丽非;许鸿章;陈汝贤;洪斌
  • 通讯作者:
    洪斌
Streptomyces lividans TK24 secE启动子表达特性的研究。
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    遗传学报
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  • 作者:
    王丽非;洪斌
  • 通讯作者:
    洪斌
HPLC-MS/MS 法发现ssaX 阻断菌株中两个尿苷肽类新化合物
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1673-713x.2018.01.003
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国医药生物技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    江志波;侍媛媛;任卫聪;范佳会;雷璇;李星星;王丽非;解云英;洪斌
  • 通讯作者:
    洪斌

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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