海洋放线菌Marinactinospora thermotolerans的研究进展

海洋放线菌以产生多种活性天然产物而著称,其中部分结构新颖的活性化合物具有发展成为新药的巨大潜力,引起国内外相关领域研究人员的极大关注。同时,也促进了我国海洋放线菌研究工作的全面展开。本文系统综述了海洋放线菌新属种Marinactinospora thermotolerans的分类鉴定、新颖的次级代谢产物的发现及其生物合成机制以及该菌株的全基因组生物信息学分析等方面的最新研究进展,以期能为其他海洋放线菌新属种的分类鉴定、活性次级代谢产物的发现和生物合成机制研究提供借鉴作用。     

海洋放线菌研究进展

海洋放线菌因其产生独特的次生代谢产物而备受世界的关注。本文以海洋放线菌的研究历史为主线,综述了海洋放线菌研究的发展历程,海洋放线菌的概念、生物资源、多样性及其分布状况、次生代谢产物以及基因组研究等方面,探讨了其生态功能,最后展望了我国海洋放线菌研究存在的问题及未来发展的前景。     

可培养海洋放线菌生物多样性的研究进展

海洋放线菌是新药开发和天然活性产物的重要来源,海洋放线菌的生物多样性是代谢产物功能多样性的基础,因此研究可培养放线菌的生物多样性具有重要的意义。综述了近年来可培养的海洋放线菌生物多样性的研究进展,尤其是海绵共附生放线菌、深海放线菌和海洋固有放线菌的研究进展,对可培养的海洋放线菌的分离培养方法,包括样品处理、培养基的选择等进行了重点介绍,并对未培养海洋放线菌的分离培养进行了探讨,强调了建立区域性海洋放线菌菌种及基因资源库的重要性。     

海洋放线菌抗肿瘤活性物质的研究进展

放线菌是一种重要的微生物资源,海洋放线菌代谢产物的开发利用在微生物新药研究领域占据了重要的地位。本文根据所查阅的2015年以来的研究论文,对不同来源的产生抗肿瘤活性物质的海洋放线菌的种属、活性化学物质种类和结构特征、以及抗肿瘤作用进行综述。文中涉及链霉菌属及其他稀有放线菌共42种,报道了海洋放线菌产生的76个不同种类的活性化合物,它们分别具有多种抗肿瘤作用。本文对海洋放线菌抗肿瘤活性物质的研究中存在的问题提出了解决办法和建议。     

昆虫共生放线菌多样性、功能及其活性次生代谢产物研究进展

作为一类具有重要经济价值的微生物资源,已发现的放线菌所产的生物活性物质占到所有微生物生物活性物质的70%,其中包括抗生素、免疫抑制剂和酶抑制剂等。从昆虫体内分离放线菌将会是发现新菌种和新化合物的重要渠道。本文主要阐述了昆虫共生放线菌的多样性及功能,总结了昆虫共生放线菌的活性次生代谢产物的种类及其应用进展情况,最后对昆虫共生放线菌代谢活性物质研究与开发中存在的问题提出了对策。     

海洋放线菌的研究现状及未来展望

【背景】放线菌具有丰富的遗传和功能多样性,其次级代谢产物活性广泛,在临床医疗、农业生产和污染防治等领域都发挥着重要的作用。海洋放线菌由于其特殊的代谢途径,能产生独特的活性天然产物而受到广泛关注。【目的】探究国内外海洋放线菌领域研究的热点和趋势,为后续研究提供参考。【方法】以“marine actinomycetes or marine actinobacteria”为关键词,在Web of Science中检索海洋放线菌领域的文章进行计量分析,使用VOSviewer软件对其关键词、国家、机构、作者、发表时间进行可视化分析。【结果】海洋放线菌领域的文章发表数量总体呈逐年上升趋势,主要集中在微生物学及药学领域,中美两国在论文数量和引用频次上远超其他国家,海洋放线菌领域的研究集中在菌株的分离鉴定、活性天然产物挖掘以及生物信息学等方面。【结论】海洋放线菌在全球范围内愈发受到重视,国内外机构应当加强合作,运用生物信息学技术进一步挖掘活性次级代谢产物,推动海洋放线菌领域进一步发展。     

海洋链霉菌次级代谢产物研究进展

链霉菌作为最高等的放线菌,广泛分布于多种生态环境中,具有复杂而独特的形态分化周期和强大的次级代谢能力。链霉菌的次级代谢产物具有抗感染、抗肿瘤、抗炎抗氧化、免疫调节等生物活性,是天然活性产物的主要来源之一。近年来随着对海洋资源的开发,许多新型的海洋链霉菌及其丰富的次级代谢产物被发现。从海洋链霉菌的生物活性物质、育种和发酵培养3个方面综述了海洋链霉菌次级代谢产物的研究进展,以期为缩短海洋链霉菌的发酵周期,提高次级代谢产物产量活性以及开发新型的海洋药物等提供参考和借鉴。     

拟孢囊菌属放线菌的研究进展

拟孢囊菌属(Kibdelosporangium)是一个经典的丝状放线菌类群。自Shearer等于1986年建立该属以来,不断有新的菌株从不同生境中被纯培养分离得到,目前已有效发表8个种、2个亚种。拟孢囊菌属作为稀有放线菌属,是获得新型抗生素类次生代谢产物的重要资源。本文结合我们分离到的一株该属菌株的功能研究、基因组分析和相关文献资料,系统综述了拟孢囊菌属放线菌的建立、分类学特征、属内种的分布、活性次级代谢产物的发现以及其他功能应用和开发前景,以期为该属其他新分离菌株的分类鉴定、新颖次级代谢产物的发现、功能基因资源的挖掘与开发提供借鉴。     

基因组挖掘技术在海洋放线菌天然产物研究开发中的应用及展望

利用微生物的基因组信息预测其合成特定天然产物的潜能, 进而进行新化合物分离纯化和结构鉴定的基因组挖掘技术, 已经成为国内外研究的热点, 并在多种细菌和真菌的天然产物发现中得到成功应用。本文综述了基因组挖掘技术的最新进展, 包括生物信息分析和结构预测、基因组指导的天然产物的发现、沉默基因的激活和异源表达技术等, 以及我国学者开发的转录组挖掘技术, 并重点综述了影像质谱技术在基因组挖掘中的应用。目前对海洋放线菌进行基因组挖掘的研究还比较少, 而基因组挖掘技术的发展, 将极大地促进对海洋放线菌天然产物的发现和鉴定。未来除了充分挖掘可培养微生物的基因组, 对未培养微生物宏基因组的挖掘将进一步深入。此外, 除了开发利用基因组中合成天然产物的结构基因和调节基因, 还应该充分开发利用其他不同的遗传元件, 包括不同转录活性和响应不同环境条件和信号的启动子, 以及具有调节作用的RNA等。     

放线菌基因组与生物技术

天蓝色链霉菌全基因组序列的公布 ,对目前工业生产生物活性代谢产物菌株的遗传改造 ,构建生产高价值药物的超级菌 ,以及由微生物资源去寻找新的生物活性代谢产物将产生巨大影响。文中就基因组时代如何发展由基因组信息和化合物库预测次生代谢路径、研究功能基因组学时代的放线菌次生代谢调控、基因工程技术在放线菌抗生素生产中的应用以及体外分子定向进化与分子育种等生物技术问题进行文献综述。     

小单胞菌属次级代谢产物及其生物活性研究进展

小单胞菌属(Micromonospora)为稀有放线菌,广泛分布在土壤、海洋和动植物中,其所产代谢产物不仅具有抗菌、抗肿瘤、抗HIV等多种生物活性,而且化学结构新颖多样。本文从化学结构分类、生物活性等方面对近几年已报道的小单胞菌属来源的重要天然产物做了简要综述,以期为小单胞菌天然产物的开发和应用奠定基础。     

五种动物粪便纯培养放线菌的多样性及生物活性

【目的】以资源利用为出发点,研究了五种动物粪便放线菌的多样性及生物活性。【方法】从云南野生动物园采集5种半野生动物的新鲜粪便样品,用5种培养基分离其中的放线菌,将放线菌鉴定到属,测定纯培养放线菌的抗菌活性,抗肿瘤活性等。【结果】结果表明,所试5种动物粪便放线菌的种类非常丰富,组成各不相同,以链霉菌和微球菌占优势,可能存在大量未知放线菌;粪便放线菌的抗菌活性,抗肿瘤活性,酶活性,分解纤维素、角蛋白的活性非常普遍,尤其是具有抗肿瘤活性的菌株比例较大;产生的具有生物活性的次生代谢产物也是多种多样的。【结论】因此,粪便放线菌与土壤,海洋及植物的放线菌一样,是开发药物、农药和其他产品的重要来源之一,应当加强粪便放线菌的研究和保护利用。     

CRISPR/Cas9在放线菌合成生物学研究中的应用和发展

放线菌是活性天然产物和抗生素药物的重要来源。利用合成生物学高效地开发其中丰富的天然产物资源,将为加速新药开发奠定坚实的基础。CRISPR/Cas9作为一种多功能基因编辑系统,因其便捷高效而被广泛应用于真核生物的遗传操作。但在原核生物尤其是放线菌中的应用仍处于起步阶段,机遇和挑战并存。本综述总结了目前CRISPR/Cas9系统在放线菌基因编辑和调控,以及活性天然产物的产量提升、生物合成机制解析和资源开发等方面的研究进展。同时,也对该系统在应用中面临的包括重组修复效率低,以及靶向切割效率不足等关键挑战进行了分析,并提出了相应的优化解决方法。随着CRISPR/Cas9在放线菌应用中的不断完善和发展,将极大地推动放线菌的合成生物学研究,促进其中天然产物资源的有效挖掘和应用开发。     

海洋真菌及其活性代谢产物研究进展

微生物生理活性物质对人类健康极其重要。近年来,海洋微生物研究逐步成为热点,而海洋真菌是海洋微生物的重要组成部分。当前,具有生物活性的海洋真菌代谢产物被广泛应用于食品和医药产业中,研究和开发海洋真菌的生物活性代谢产物具有重要的实际意义。     

植物萜类次生代谢及其调控

植物次生代谢在植物生长发育、环境适应、抵御病虫害等方面发挥着重要作用,这些天然产物组成地球上最丰富的有机化合物的宝库．萜类是植物代谢产物中种类最多的一类,具有重要的生理和生态功能,一些成分还有应用价值．近十几年来,人们在萜类化合物的分离、鉴定、应用、生物合成、相关基因与基因族、酶蛋白结构和功能、代谢调控以及代谢工程等各方面取得了重大进展．本文概述了植物萜类化合物代谢及其调控领域的研究进展与发展趋势．     

大连海域海洋放线菌多样性及分类鉴定初探

海洋孕育着丰富的微生物资源,其中海洋放线菌能够产生各种次级代谢产物及生理活性物质,对海洋放线菌的研究具有重要的实际意义。实验对筛选自大连海域的30株放线菌进行了形态及生理生化鉴定、16S rDNA序列的分析及系统发育树构建,结果表明分离到的海洋放线菌中13株分属于放线菌目链霉菌不同种或亚种,说明大连海域的海洋放线菌具有一定的多样性。     

核糖体RNA测序技术在海洋微生物多样性研究中的应用

海洋微生物总数高达10~(30)个,在海洋生态系统中发挥着驱动能量物质循环和维持生态平衡的重要作用。深入研究海洋微生物多样性有助于理解海洋生态系统运行机理、应对全球海洋生态危机,以及开发海洋微生物资源。由于目前可培养分离的海洋微生物种类极少,极大限制了对海洋微生物群落、丰度和生理生态特征的研究。核糖体RNA测序技术以较低的成本,根据遗传信息差异对微生物快速准确地进行分类鉴定,揭示群落结构、评估进化和生态学关系。近年来基于核糖体RNA序列测序分析的海洋微生物学研究随着测序技术本身的快速优化,在发现海洋微生物新类群,揭示海洋微生物生态规律,分析海洋微生物进化关系,以及与海洋微生物相关的代谢产物开发和海洋生态治理等研究中取得显著进展。本综述详细介绍了核糖体RNA序列测序技术的原理,各代测序技术在海洋微生物多样性研究中的应用,以及多种建库和测序技术的有机结合。最后对研究不同海洋微生物多样性问题提供了测序方案的建议和展望,以期为核糖体RNA测序技术在海洋微生物多样性研究中的应用提供参考。     

白蚁共生放线菌研究进展

白蚁与微生物的共生关系是目前较受关注的研究热点,其肠道及巢内的共生微生物在降解木质纤维素的过程中扮演着重要的角色。放线菌是这些共生微生物中的重要一类,广泛存在于肠道、蚁巢及其周围土壤中,目前已探明共生放线菌在参与白蚁碳氮循环及保护巢群免受外来病菌侵染等方面发挥着极大的作用。近年来,人们利用分子生物学技术鉴定了部分共生放线菌的类群,发现了许多具应用前景的新放线菌及相关酶和代谢产物。因此,研究与白蚁相关的放线菌不仅有助于人们了解白蚁共生菌群落间的互作及其与宿主间的关系,而且对人类开发自然资源也有较大的帮助。本文对白蚁共生放线菌的研究进展作一综述,供同行参考。     

放线菌工业菌种选育、过程优化与放大研究进展

放线菌属由于能够产生一系列结构复杂的生物活性物质而受到广泛关注, 这些活性代谢产物的大规模发酵生产在医药、农业等领域的应用中起着重要的作用。本文综述了近年来放线菌次级代谢产物产业化研究的一些新进展, 包括菌株的改造、生物过程优化和控制以及发酵放大技术, 并对这些方法和技术进行了讨论。