直接克隆方法旨在加速大规模发现新的天然产物

　　

　　

　　微生物具有天然产物生物合成基因簇(BGCs)，可能具有独特的生物活性，可用于药物开发和农业应用。然而，许多未表征的微生物bgc仍然无法获得。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员此前展示了一种利用转录因子诱饵激活细菌中大型沉默bgc的技术，以帮助发现天然产物。

　　现在，他们已经开发出一种直接克隆方法，旨在加速大规模发现新的天然产物。他们的研究结果发表在杂志上。

　　该方法被命名为Cas12a辅助精确靶向克隆，使用体内Cre-lox重组(CAPTURE)，允许直接克隆大的基因组片段，包括高gc含量或序列重复的片段。如果现有的直接克隆方法不能有效地克隆这种性质的天然产物bgc, CAPTURE是最佳选择。

　　“使用CAPTURE，微生物天然产物BGCs可以以前所未有的速度直接克隆和异源表达，”研究负责人、Steven L. Miller化学和生物分子工程讲座教授赵慧敏说，他也是伊利诺伊州卡尔R.伍斯基因组生物学研究所的成员。“因此，CAPTURE允许大规模克隆来自各种生物的天然产物bgc，这可能导致发现许多新的天然产物。”

　　研究人员首先从放线菌和芽孢杆菌中克隆了47个天然产物BGCs，验证了CAPTURE的效率和稳健性。在证明捕获效率接近100%后，研究人员克隆了来自14种链霉菌和3种芽孢杆菌的43种未表征的天然产物BGCs并进行了异源表达。这些化合物经过纯化和鉴定为15种新的天然产物，其中包括6种前所未有的化合物，被命名为双戊芳香素。四种双戊霉素对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、耐万古霉素肠球菌和炭疽芽孢杆菌具有抗菌活性。

　　研究人员下一步计划对这些化合物的其他生物活性进行表征，如抗癌、抗寄生虫和抗癌特性。初步结果已经显示出其中一些化合物具有抗癌特性。

　　赵说:“由于其出色的健壮性和效率，CAPTURE很可能成为直接克隆大DNA分子的首选方法，例如从基因组或宏基因组DNA中克隆天然产物bgc，用于各种基础和应用生物学应用。”