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Nature||加州大学伯克利分校鉴定发现土壤中富含大量新抗生素资源

顶尖植物科学研究 2019-01-10 16:45:56


      6月13日,加州大学伯克利分校的科学家在《Nature》发文报告,利用宏基因组测序鉴定出数百种土壤细菌基因表达的复杂和重要分子。新基因之所以现在才被发现,是因为这些微生物无法在培养皿中生长。

     新研究鉴定出来的基因很多都来自未知细菌群落,这些微生物生产的抗生素和抗真菌素将来或许可以帮助人类对抗细菌或真菌感染。


       时至今日,新抗生素挖掘速度变慢,致病细菌对现有药物抵抗力越来越强。美国疾病控制和预防中心估计,在美国每年至少200万人感染耐药细菌,超过23000人死于这些细菌感染。

加州大学的科学家们在加利福尼亚州北部草甸4-16英寸深处采集了60份10g土壤样本,据此研究小组成员组装了大约1000种不同微生物(包括细菌和古细菌)的基因组,报道了360种新鉴定细菌物种,而这些细菌生产的复杂分子,许多都类似现有的已知抗生素。

        研究人员说,这是基因组学测序和组装领域报道过的最复杂的微生物群落。富含腐殖质的土壤里面埋藏着成千上万种不同微生物,大多数数量微少。文章报道的这1000个基因组在数量上具有多样性:一些基因组能代表土壤中1%的微生物种类,但大多数是更罕见的。

        “土壤是基因组解析宏基因组学的最后一块处女地,”加州大学伯克利分校地球和行星科学,以及环境科学、政策和管理学教授Jill Banfield说。“土壤中富含许多、许多、许多不同种类的有机体,其中大多与生物密切相关,但是由于丰度极低,我们很难将它们一一分离。”

          虽然研究人员发现了这些复杂的基因组,但他们还不知道数百种新分子的确切化学结构。他们已经与其他生物学家合作,打算先合成20多个基因,然后插入其他生物中让它们表达成蛋白质,尝试鉴定出这些蛋白质的功能,如果它们是酶,它们就有能力制造复杂分子,最后再看这些分子是否具有抗生素或其他特性。