PNAS：重磅！科學家在細菌基因組中發現抗癌藥物的“藍圖”

來源：作者：人氣：-發表時間：2017-12-14 10:21:00【大中小】

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，他們此前發現能夠殺滅前列腺癌細胞的化合物LNM E1或許能通過通過“挖掘”儲存在細菌基因組中的信息，促進LNM分子家族更接近于研究人員進行相關的臨床試驗，相關研究表明，隱藏的基因或許能幫助科學家們開發新型有效的靶向抗癌化合物。

細菌基因組
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Leinamycin家族（LNM）是一類成為自然產物的化合物，其是生活在土壤中的細菌所產生的，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LNM，通過對細菌的基因組進行編輯，研究人員開發出了化合物LNM E1，早在2015年，研究人員就發現，化合物LNM E1能同前列腺癌細胞中的活性氧分子產生反應，誘發癌細胞死亡。

研究者Shen說道，我們都知道化合物LNM E1非常有用，但還需要做出許多變化來優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性，因為這種化合物具有極其復雜的結構。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據庫進行結合，研究人員發現了49株細菌都攜帶有能編碼LNM家族蛋白的基因，隨后研究者利用生物信息學的方法，并在實驗室中分離到了多種新發現的LNM化合物，從而就對上述說法進行了證實。基于本文研究結果，如今研究人員了解了LNMs結構的多樣性，他們發現，細菌會進化出很多LNMs，這些LNMs會攜帶相同特性，但也會出現一些小的改變，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胞的LNMs，下一步他們希望能夠闡明LNM與癌細胞之間的相互作用機制。

這一研究發現也揭示了科學家們在發現天然候選藥物上的重大轉變，很長一段時間，科學家們不得不鋪開一張大網來發現潛在的藥物成分，包括從動物、植物、細菌和真菌中等等；隨著更多全基因組驅動技術的應用，未來科學家們將能夠更加有效地發現藥物的潛在來源，同時深挖細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來快速鑒別這些類型天然產物的來源，這或將對藥物的流水線生產帶來巨大的影響。

文章來源

Guohui Pan, Zhengren Xu, Zhikai Guo, et al. Discovery of the leinamycin family of natural products by mining actinobacterial genomes. PNAS (2017). doi:10.1073/pnas.1716245115