Natural Product Genome Mining

天然产物基因组挖掘

• 批准号: 10038631
• 负责人: PAUL R JENSEN
• 金额: $ 6.72万
• 依托单位: UNIVERSITY OF CALIFORNIA, SAN DIEGO
• 依托单位国家: 美国
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 2019-08-01 至 2021-07-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://reporter.nih.gov/project-details/10038631
• 关键词: Address; Anabolism; Animal Model; Area; Bacteria; Bacterial Genome; Bacterial Model; Biochemistry; Bioinformatics; Biological; Biological Testing; Carotenoids; Clinical; Cloning; Collaborations; Collection; Data; Data Set; Development; Enzymatic Biochemistry; Enzymes; Evaluation; Evolution; Future; Gene Cluster; Genetic; Genetic Recombination; Genome; Genomics; Goals; Knowledge; Lead; Link; Location; Metabolic; Metabolism; Methods; Microbe; Microbiology; Mining; Modeling; Natural Product Drug; Natural Products; Natural Products Chemistry; Orphan; Peptides; Pharmaceutical Preparations; Phase; Pigments; Plasmids; Probability; Production; Regulation; Regulatory Element; Research; Resources; Signal Pathway; Signal Transduction; Source; Structure; Testing; Topoisomerase; Work; base; cancer therapy; comparative; differential expression; drug discovery; guided inquiry; insight; leinamycin; mutant; novel; small molecule; synthetic biology; tool; transcriptome; transcriptomics

Project Summary    This  renewal  application  builds  upon  a  productive  collaboration  between  the  Moore  (biosynthesis/natural  products  chemistry)  and  Jensen  (bioinformatics/microbiology)  labs.  It  seeks  to  capitalize  on  the  biosynthetic  potential  maintained  in  bacterial  genomes  by  developing  three  specific  areas  of  research:  1)  Transcriptome  guided  natural  product  discovery,  2)  Heterologous  expression,  production,  and  characterization  of  Salinispora  secondary  metabolites,  and  3)  Characterization  and  exploitation  of  secondary  metabolite  regulation.  The  research  will  be  implemented  using  the  model  marine  actinomycete  genus  Salinispora,  for  which  a  unique  culture  collection  and  a  large  number  of  genome  sequences  are  available.  Comparative  transcriptomics  will  be  used  to  distinguish  between  silent and expressed gene clusters, identify key regulatory elements associated with their silencing, and  prioritize  clusters  for  heterologous  expression  and  product  characterization.  The  resulting  compounds  will  be  isolated,  characterized,  and  subjected  to  biological  testing.  A  workflow  has  been  developed  to  target  gene  clusters  that  possess  the  highest  probability  to  yield  structurally  unique  and  biologically  active  compounds.  The  mechanistic  enzymology  associated  with  unique  structural  features  will  be  interrogated  and  used  to  inform  future  structure  predictions.  This  project  will  specifically  address  the  regulation  of  secondary  metabolism  by  testing  the  effects  of  salinipostin  as  an  A-­factor-­like  regulator,  identifying  the  genetic  basis  for  a  spontaneous,  pigment-­less  mutant  that  is  reduced  in  secondary  metabolite  production,  and  introducing  regulatory  elements  whose  disruption  has  been  linked  to  gene  cluster silencing in specific strains. The fundamental goals are to develop new tools and approaches to  identify  the  natural  products  encoded  in  bacterial  genomes,  obtain  new  information  about  the  mechanistic  biochemistry  responsible  for  their  assembly,  and  to  develop  more  efficient  approaches  to  mine bacterial genomes for the structurally unique and biologically active compounds they encode. The  research  effectively  combines  the  complimentary  expertise  of  two  research  groups  in  the  areas  of  marine microbiology, biosynthesis, and natural product discovery.

项目总结： -- 这一新的应用程序续订建立在与摩尔兄弟之间富有成效的合作伙伴关系的基础上。 (生物合成/天然产物和化学)和简森(生物信息学/微生物学)实验室。该公司正在寻求解决方案。 通过开发三种特定的基因，充分利用细菌基因组中保持的潜在的生物合成能力。 研究领域：(1)转录组指导天然产物的发现；(2)异源基因的表达； 盐生孢子菌次级代谢产物的产生、鉴定和鉴定；3)鉴定和鉴定。 次生代谢物的开发和监管。我们的研究计划将不会被实施，而使用一个新的模式。 海洋放线菌属(Salinispora)是一种独特的海洋放线菌属，具有独特的海洋培养收藏体系和大量的海洋放线菌。 目前还没有基因组测序资料。我们将继续使用比较和转录组学方法来区分不同的物种。 沉默的基因和表达的基因簇，可以识别与沉默相关的关键基因调控元件，以及它们的作用和影响。 为异源化合物的表达和产品的表征确定优先顺序。最后得到的化合物。 将被完全隔离，被描述为特征，并接受生物医学检测。目前已经制定了一项新的工作流程。 靶基因簇是指在结构上、独特的基因和生物学上具有最高概率的基因簇。 活性化合物。将不会有与其独特的结构特征相关的最新的机制酶学研究。 被审问的人和被用来为未来的结构和预测提供信息的人。这个项目的人将专门解决这个问题。 通过对沙利尼波汀作为一种类似A因子的生物调节因子的临床效果进行测试，对次级代谢的调节作用进行了研究。 确定其遗传基础是形成一种自发的、无色素的基因突变体，这种突变基因在继发性疾病中的表达水平不会降低。 代谢产物的产生、合成和引入的调控元件，其干扰作用一直被认为与基因有关。 集群和沉默在一些特定的细菌菌株中发挥作用。我们的根本目标是继续开发新的可持续发展工具和可持续发展的方法。 识别细菌基因组中编码的天然蛋白质，以获得有关细菌基因组的新的生物信息。 机械式生物化学负责他们的组装、测试和测试，以开发更高效的测试方法。 我的细菌基因组用于编码结构上独特的化合物和具有生物活性的化合物。 研究小组有效地结合了两个国家研究小组在不同领域的相互补充的专业知识。 海洋学、微生物学、生物合成、生物合成和天然生物产品的发现。