云南省微生物研究所

图1 978株云南放线菌菌株基因组挖掘结果统计

放线菌是开发活性天然产物的宝库，临床用三分之二的抗生素来源于放线菌，是国家战略资源。菌株及化合物的重复发现，让基于传统发酵研究获得新天然产物的研究方式难度也越来越大。近年来，随着基因组挖掘技术及方法的迅猛发展，通过应用生物合成途径的相关知识，可以从基因组中挖掘出潜在的基因簇，并能将某些基因簇通过多种方法激活，从而挖掘可能的新天然产物。为此，联合云南华大开展了万株级云南特殊环境放线菌基因组测序研究，通过大数据分析对菌株开展了基因组资源挖掘工作。目前已经完成了2 761株放线菌基因组测序，对其中约978株菌株进行了基因组挖掘，从中发现了61 890个可能产生次级代谢产物的生物合成基因簇。包括saccharide类型基因簇24 328个，NRPS类型基因簇11 564个，PKS类型基因簇8 017个，fatty acid类型5 636个，terpene类型5 221个，halogenated类型2 408个，RiPP类型2 132个，siderophore类型1 978个，其他类型606个。其中，发现了特殊的transAT-PKS基因簇200个，NRPS/PKS杂合基因簇1 357个，NRPS/terpene杂合192个，PKS/terpene杂合基因簇160个。目前，已经筛选出数十株高潜力菌株，对其进行了OSMAC研究，多株云南药用植物内生菌含有新型烯二炔类抗生素的基因簇，展示出了极强的DNA损伤能力，很可能获得新的抗肿瘤抗生素。同时，开展了放线菌拮抗临床超级耐药菌的活性筛选，多株放线菌菌株具有强烈抑菌活性，其中一株活性很好的菌株Amycolatopsis sp. YIM S03908具有产生万古霉素类型新化合物的潜力，同时还有产生烯二炔类抗肿瘤新化合物潜力。……