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科學(xué)家在細(xì)菌基因組中發(fā)現(xiàn)抗癌藥物的“藍圖”

2017-12-14 13:42來源:生物360

近日,一篇刊登在國際雜志Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究報告中,來自美國斯克里普斯研究所(The Scripps Research Institute)的研究人員通過研究表示,他們此前發(fā)現(xiàn)能夠殺滅前列腺癌細(xì)胞的化合物L(fēng)NM E1或許能通過通過“挖掘”儲存在細(xì)菌基因組中的信息,促進LNM分子家族更接近于研究人員進行相關(guān)的臨床試驗,相關(guān)研究表明,隱藏的基因或許能幫助科學(xué)家們開發(fā)新型有效的靶向抗癌化合物。

Leinamycin家族(LNM)是一類成為自然產(chǎn)物的化合物,其是生活在土壤中的細(xì)菌所產(chǎn)生的,截至目前為止,研究人員Ben Shen及其同事僅知道一種LNM家族成員,即化合物L(fēng)NM,通過對細(xì)菌的基因組進行編輯,研究人員開發(fā)出了化合物L(fēng)NM E1,早在2015年,研究人員就發(fā)現(xiàn),化合物L(fēng)NM E1能同前列腺癌細(xì)胞中的活性氧分子產(chǎn)生反應(yīng),誘發(fā)癌細(xì)胞死亡。

研究者Shen說道,我們都知道化合物L(fēng)NM E1非常有用,但還需要做出許多變化來優(yōu)化動物模型的有效性;但不幸的是,合成LNM E1來制造其類似物似乎具有一定的挑戰(zhàn)性,因為這種化合物具有極其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。那么缺少類似物,研究者就想需要向自然求助了,很幸運,研究者擁有一個由純粹天然產(chǎn)物組成的文庫,其中含有從全球各地收集并進行篩選的一些菌株和化合物。

通過將文庫和公共數(shù)據(jù)庫進行結(jié)合,研究人員發(fā)現(xiàn)了49株細(xì)菌都攜帶有能編碼LNM家族蛋白的基因,隨后研究者利用生物信息學(xué)的方法,并在實驗室中分離到了多種新發(fā)現(xiàn)的LNM化合物,從而就對上述說法進行了證實?;诒疚难芯拷Y(jié)果,如今研究人員了解了LNMs結(jié)構(gòu)的多樣性,他們發(fā)現(xiàn),細(xì)菌會進化出很多LNMs,這些LNMs會攜帶相同特性,但也會出現(xiàn)一些小的改變,比如核心支架基本原件在原子水平上的差異,因此研究人員也能夠制造出一些有效抵御癌細(xì)胞的LNMs,下一步他們希望能夠闡明LNM與癌細(xì)胞之間的相互作用機制。

這一研究發(fā)現(xiàn)也揭示了科學(xué)家們在發(fā)現(xiàn)天然候選藥物上的重大轉(zhuǎn)變,很長一段時間,科學(xué)家們不得不鋪開一張大網(wǎng)來發(fā)現(xiàn)潛在的藥物成分,包括從動物、植物、細(xì)菌和真菌中等等;隨著更多全基因組驅(qū)動技術(shù)的應(yīng)用,未來科學(xué)家們將能夠更加有效地發(fā)現(xiàn)藥物的潛在來源,同時深挖細(xì)菌基因組來尋找制造LNMs的法則。

最后研究者Shen說道,未來我們將能利用先進技術(shù)來快速鑒別這些類型天然產(chǎn)物的來源,這或?qū)λ幬锏牧魉€生產(chǎn)帶來巨大的影響。

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