蓝洞海绵共生微生物中聚酮合酶基因的筛选及表达产物研究

Sponge-associated microorganism from the blue hole is a treasured resource to be excavated. However, most of them are difficult to cultivate in laboratory. In this project, we will use the metagenomic technology to screen the functional genes and expressed products from sponge-associated microorganism collected in Yongle blue hole. It may avoid the isolation and cultivation of uncultured microorganism. Herein we first built the metagenomic library of sponge-associated microorganism from blue hole. Followed by sequence-based metagenomic approach, the clones containing polyketide synthase genes will be obtained, which will express in E.coli as heterologous host. In addition, the special metabolized target strains will be screened out by principal component analysis. Finally, various analytical and isolation techniques will be utilized to obtain the special chemical components as secondary metabolites with novel structure. The implementation of this project is not only an important way to discover new leading compounds, but also an effective way to exploit the biological resources from marine blue hole.

蓝洞来源的海绵共生微生物是有待挖掘的资源宝库，然而实验室条件下大部分微生物难以纯培养。本项目利用宏基因组技术来筛选永乐龙洞海绵共生微生物中的功能基因和表达产物，避免了微生物分离与培养的难题。首先构建蓝洞海绵共生微生物的宏基因组文库，然后通过序列筛选获得含有聚酮合酶基因的克隆并以大肠杆菌为宿主异源表达，结合主成分分析法化学筛选出代谢产物明显差异的目标菌株，并运用各种分析与分离技术靶向纯化差异性的化学成分，由此得到结构新颖的次级代谢产物。本项目的实施不仅是寻找新型先导化合物的一条重要途径，也是深度挖掘海洋蓝洞生物资源的有效方式。

蓝洞来源的海绵共生微生物是有待挖掘的资源宝库，然而实验室条件下大部分微生物难以纯培养。本项目利用宏基因组技术来筛选永乐龙洞海绵共生微生物中的功能基因和表达产物，避免了微生物分离与培养的难题。首先构建蓝洞海绵共生微生物的宏基因组文库，然后通过序列筛选获得含有聚酮合酶基因的克隆并以大肠杆菌为宿主异源表达，结合主成分分析法化学筛选出代谢产物明显差异的目标菌株，并运用各种分析与分离技术靶向纯化差异性的化学成分，由此得到结构新颖的次级代谢产物。本项目的实施不仅是寻找新型先导化合物的一条重要途径，也是深度挖掘海洋蓝洞生物资源的有效方式。本项目取得了以下主要成果：1）对目标菌株进行系统的化学成分分离，共鉴定出80余个化合物结构，其中新化合物10个，结构类型包括环二肽类和聚酮类。2）对所获得的化合物进行细胞毒、抗菌等活性检测，部分化合物表现出相应的生物活性。3) 本项目的任务指标已完成，目前发表与本课题相关的研究论文 4 篇（标注本基金资助），授权发明专利2项，培养硕士研究生2名。