การศึกษาจีโนมได้เปิดเผยให้เห็นโมเลกุลขนาดเล็กที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพมากมายในแบคทีเรียที่ฆ่าแมลง

การศึกษาจีโนมได้เปิดเผยให้เห็นโมเลกุลขนาดเล็กที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพมากมายในแบคทีเรียที่ฆ่าแมลง

วัฏจักรชีวิตของแบคทีเรียก่อโรค – ไส้เดือนฝอยที่ซับซ้อนและวิธี pangenomic ที่ใช้ในการศึกษานี้: แบคทีเรียในสกุล Photorhabdus และ Xenorhabdus อาศัยอยู่เป็น symbionts ในลำไส้ของไส้เดือนฝอยที่อาศัยอยู่ในดินของจำพวก Heterorhabditis และ Steinernema ไส้เดือนฝอยติดตัวอ่อนแมลงซึ่งพวกมันฉีดแบคทีเรีย แบคทีเรียจะฆ่าตัวอ่อนของแมลงซึ่งจะกลายเป็นแหล่งอาหารของทั้งแบคทีเรียและไส้เดือนฝอย แม้จะมีความซับซ้อน แต่ระบบแบบจำลองไตรภาคีนี้สามารถศึกษาในห้องปฏิบัติการโดยใช้ชุดค่าผสมย่อยต่างๆ และในทุกช่วงอายุของชีวิต เครดิต: MPI f. จุลชีววิทยาภาคพื้นดิน / Shi

เมื่อแบคทีเรียมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติจากแบคทีเรียก็เข้ามาเกี่ยวข้องมากมาย ในกรณีส่วนใหญ่ เป็นไปไม่ได้ที่จะติดตามว่าแบคทีเรียสายพันธุ์ใดผลิตสารธรรมชาติชนิดใดและมีคุณสมบัติอย่างไร ดังนั้นผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น โคลิบักตินจากแบคทีเรียในลำไส้ของมนุษย์ที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาของมะเร็ง ยังคงเป็นข้อยกเว้นมากกว่ากฎเกณฑ์

Xenorhabdus และ Photorhabdus อาศัยอยู่ใน symbiosis กับไส้เดือนฝอยที่เฉพาะเจาะจง ร่วมกันทำให้ติดเชื้อและฆ่าตัวอ่อนแมลงที่อาศัยอยู่ในดิน ภายในความสัมพันธ์นี้ แบคทีเรียมีหน้าที่ในการผลิตสารพิษจำนวนมากและสารที่เป็นสื่อกลางในการปฏิสัมพันธ์อื่นๆ ในเวลาเดียวกัน พวกมันสามารถเพาะเลี้ยงและดัดแปลงพันธุกรรมในห้องปฏิบัติการโดยที่ไม่มีโฮสต์ของไส้เดือนฝอย ดังนั้นพวกเขาจึงถือเป็นรูปแบบการวิจัยที่มีแนวโน้มสำหรับการศึกษานิเวศวิทยาทางเคมีของผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติจากแบคทีเรีย

เป็นครั้งแรกที่แบคทีเรียได้รับการศึกษาอย่างเป็นระบบในการผสมผสานระหว่างการวิเคราะห์ความคล้ายคลึงกันของลำดับ pangenomic และโดเมนโดยคำนึงถึงคำถามสำคัญสองข้อ: กลุ่มยีนใดมีหน้าที่ในการผลิตผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ และได้รับการอนุรักษ์โดยวิวัฒนาการหรือมีลักษณะเฉพาะสำหรับแบคทีเรียเหล่านี้ สกุล?

พบกลุ่มยีนสังเคราะห์ทางชีวภาพที่ไม่รู้จัก

นักวิจัยที่นำโดย Yi-Ming Shi และ Helge Bode ระบุกลุ่มยีนสังเคราะห์ทางชีวสังเคราะห์ 1,000 กลุ่ม ซึ่งมากกว่าครึ่งหนึ่งไม่เคยรู้จักมาก่อน ทีมวิจัยได้ค้นพบขุมสมบัติทางชีวเคมีที่แท้จริงโดยใช้การแสดงออกที่คล้ายคลึงกันและการวิเคราะห์โครงสร้างทางเคมี แต่โฮสต์ไส้เดือนฝอยได้ประโยชน์อะไรจากสารแบคทีเรียเหล่านี้?

“การประเมินฤทธิ์ทางชีวภาพของเราแสดงให้เห็นว่าสารประกอบที่แพร่หลายคือสารยับยั้งยูคาริโอตโปรตีอาโซมที่สามารถกดภูมิคุ้มกันของแมลงได้ แต่เราระบุปัจจัยที่เป็นพิษอื่นๆ ต่อแมลงหรือตัวยับยั้งระบบภูมิคุ้มกันของแมลงด้วย ดังนั้น การค้นพบของเราจึงกล่าวถึงพื้นฐานการทำงานระดับโมเลกุลของสิ่งเหล่านี้ ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติจากแบคทีเรีย” Yi-Ming Shi ผู้เขียนคนแรกและผู้เขียนจดหมายโต้ตอบของสิ่งพิมพ์กล่าว “ท่ามกลางการค้นพบใหม่ ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติจำนวนมากมีความโดดเด่นไม่เพียงเนื่องจากลักษณะโครงสร้างทางเคมีที่ผิดปกติและรูปแบบการทำงานเท่านั้น แต่ยังมีความชุกในแท็กซ่าแบคทีเรียต่างๆ ซึ่งแสดงถึงอาวุธเคมีสากลที่เป็นไปได้ในแบคทีเรีย”

การระบุและการกำหนดลักษณะการทำงานซึ่งดำเนินการร่วมกับ Yonggyun Kim จาก Andong National University (Korea), Michael Groll จาก Technical University of Munich และ Rolf Müller จาก Helmholtz Institute for Pharmaceutical Research Saarland เปิดเผยว่าแบคทีเรียควบคุมการทำงานร่วมกันของผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติอย่างไร รักษาวิถีชีวิตแบบพึ่งพาอาศัยกัน ในขณะที่ชี้ไปที่ความสามารถมหาศาลของสกุล Xenorhabdus โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติที่แปลกใหม่สำหรับผู้นำด้านยา อย่างไรก็ตาม งานนี้ยังเป็นการวางรากฐานที่สำคัญสำหรับการเร่งการค้นพบและการปรับแต่งผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติในไมโครไบโอมจากช่องทางอื่นๆ อย่างมีนัยสำคัญ

การศึกษาได้รับการตีพิมพ์ใน เคมีธรรมชาติ.


ยาจากธรรมชาติ—ผลใหญ่ของสารประกอบหลายชนิดในปริมาณน้อย


ข้อมูลมากกว่านี้:
Yi-Ming Shi et al การวิเคราะห์ระดับโลกของกลุ่มยีนสังเคราะห์ทางชีวเคมีเผยให้เห็นผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติที่อนุรักษ์และมีเอกลักษณ์เฉพาะในแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดโรค entomopathogenic เคมีธรรมชาติ (2022). ดอย: 10.1038/s41557-022-00923-2

ให้บริการโดย Max Planck Society

การอ้างอิง: การศึกษาจีโนมได้เปิดเผยโมเลกุลขนาดเล็กที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพจำนวนมากในแบคทีเรียฆ่าแมลง (2022, 2 พ.ค. ) ดึงข้อมูลเมื่อวันที่ 2 พฤษภาคม พ.ศ. 2565 จาก https://phys.org/news/2022-05-genomic-wealth-bioactive-small-molecules .html

เอกสารนี้อยู่ภายใต้ลิขสิทธิ์ นอกเหนือจากข้อตกลงที่เป็นธรรมเพื่อการศึกษาหรือการวิจัยส่วนตัวแล้ว ห้ามทำซ้ำส่วนหนึ่งส่วนใดโดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร เนื้อหานี้จัดทำขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ในการให้ข้อมูลเท่านั้น

(Visited 1 times, 1 visits today)

Be the first to comment

Leave a comment

Your email address will not be published.


*