精品網課:尹文兵 基於基因組數據的真菌天然產物挖掘

2020-12-05 中國生物技術網

國家微生物科學數據中心特別邀請我國微生物組學技術及大數據領域十位名師，推出網絡系列精品課程，本期邀請中國科學院微生物研究所尹文兵研究員分享《基於基因組數據的真菌天然產物挖掘》。本課程從天然產物來源，作用，發展現狀，挖掘方式幾個角度進行講解，包括發展現狀中的兩個重要事件，單基因和調控因子兩種天然產物挖掘方式具體實例解析等內容。歡迎大家登陸國家微生物科學數據中心網站（http://nmdc.cn/video）觀看學習。

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真菌是世界上第二大物種，可產生豐富多彩，結構多樣化的天然產物。真菌天然產物對人類健康非常重要。基因組數據幫助我們清楚的知道真菌能夠產生多少化合物，有多少生物合成的基因簇。單基因挖掘策略可以找到特定類型化合物，調控因子策略如表觀遺傳調控可以大範圍尋找新的天然產物。隨著基因組測序數據越來越多，我們能夠發現更多天然產物，為新藥的開發和利用奠定基礎。

天然產物發展現狀

單基因調控策略

調控因子調控策略

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  • 尹文兵 基於基因組數據的真菌天然產物挖掘——國家微生物科學數據...
    國家微生物科學數據中心特別邀請我國微生物組學技術及大數據領域十位名師，推出網絡系列精品課程，本期邀請中國科學院微生物研究所尹文兵研究員分享《基於基因組數據的真菌天然產物挖掘》。本課程從天然產物來源，作用，發展現狀，挖掘方式幾個角度進行講解，包括發展現狀中的兩個重要事件，單基因和調控因子兩種天然產物挖掘方式具體實例解析等內容。歡迎大家登陸國家微生物科學數據中心網站（http://nmdc.cn/video）觀看學習。/主講嘉賓介紹//精彩搶先看/真菌是世界上第二大物種，可產生豐富多彩，結構多樣化的天然產物。
  • ...Product Reports》綜述真菌沉默基因簇激活策略研究進展
    天然產物是新藥開發的重要來源之一，近年來從真菌中發現的新穎天然產物越來越困難，其主要原因是由於傳統的提取分離方法導致的重複發現已知化合物，因此，亟需開發出一種新的方法或策略來挖掘新結構天然產物。近年來基因組測序技術的迅速發展及分子遺傳學操作技術的成熟為發掘新的真菌天然產物創造了條件。通過對真菌基因組進行生物信息學分析發現，超過90%次級代謝生物合成的基因簇在常規培養條件下是「沉默」的，表明基因組中隱藏著大量的結構新穎的化合物寶藏。因此，基於海量的真菌基因組數據，如何挖掘發現真菌中新的活性天然產物便成為近年來國內外研究的重點和熱點。
  • 研究揭示絲狀真菌天然產物生物合成新機制
    絲狀真菌具有強大的次級代謝產物合成能力，可以產生結構複雜多樣、具有廣泛生物活性的化合物。目前，許多絲狀真菌的次級代謝產物或其衍生物都已被開發成重要藥物應用於臨床中，包括青黴素、他汀類降血脂藥物和抗真菌藥物棘白菌素。探索絲狀真菌次級代謝產物的生物合成機制，對於進一步挖掘次級代謝產物資源和開發新型藥物具有重要意義。
  • 挖掘蟲生真菌中的寶藏
    近日，英國皇家化學會天然產物領域國際著名雜誌《天然產物報告》（Natural Product Reports）在線發表了中國農科院生物技術研究所徐玉泉研究員課題組和美國亞利桑那大學Istvan Molnar教授共同撰寫的2篇綜述。
  • 北大科學家告訴你,傳統中藥桑白皮的活性天然產物是如何產生的?
    因此，解析植物天然產物的生物合成途徑對於植物生物學研究、生態學研究、以及開發創新藥物治療人類重大疾病和植物保護分子都具有重要意義。與微生物相比，研究植物天然產物生物合成途徑存在著更大的挑戰。首先，植物基因組龐大，遺傳背景複雜，難以獲取高質量基因組序列。
  • 林雙君:我與天然產物生物合成研究
    天然產物化學是化學、生物學、藥學和醫學等多學科的交叉學科。首先化學方面的研究是其他研究的前提和基礎，即研究天然存在的化合物的結構和理化性質等。從表面上講天然產物的分離純化過程顯得有些枯燥，其實它充滿樂趣和挑戰。因為每個化合物都有自己獨特的性質，因此天然產物的分離純化是技術、細心觀察與分析及勤奮相結合的產物。
  • 「真菌王國科普系列之五」抗真菌的「彈藥庫」
    這句話同樣適用於真菌感染性疾病。真菌、細菌等微生物因為其資源豐富，代謝產物結構的多樣化及潛在的成藥能力，且許多真菌天然產物具有良好的抗腫瘤、抗菌、免疫抑制等活性，使得其成為抗真菌藥物研究和應用的重要突破方向。要研製新穎的抗真菌藥物，那必然要明白藥物是如何「解決」致病真菌的。一般來說，抗真菌藥物有兩種作用方式：直接殺死真菌細胞或阻止真菌細胞的生長和繁殖。但是它們是如何發揮作用的呢？
  • 南海礁棲海藻共附生微生物藥用天然產物研究取得重要進展
    中科院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態重點實驗室和廣東省海洋藥物重點實驗室劉永宏學科組長期從事海洋微生物活性天然產物研究，學科組周雪峰研究員對我國南海永興島附近低潮帶珊瑚礁來源的腔節藻進行了多年的共附生微生物代謝產物研究，近期在新穎天然產物和藥物先導物發現方面取得了重要進展。
  • 雲南大學團隊在Natural Product Reports發表基於機器學習的天然產物活性研究進展
    未來網高校頻道9月11日訊（記者 楊子健 通訊員 李哲）近日，雲南大學教育部自然資源藥物化學重點實驗室肖偉烈課題組在天然產物權威評述期刊Natural Product Reports上發表文章，對基於
  • 盤點|國內天然產物資料庫
    天然產物是新藥發現的重要源泉，天然產物化學成分實物庫與資料庫的建設對天然產物的研究與開發有重要的意義。本文就目前國內可以公開查詢到的有關天然產物的實物庫和資料庫建設情況進行概述，希望對天然產物的研究與開發有所幫助。
  • 上海交大生命學院科研團隊通過功能基因組挖掘發現一種新型羊毛硫...
    為了獲得更多的結構複雜、活性好的小分子天然產物，為醫藥工業的藥物研發提供藥物先導分子，陶美鳳課題組開發了LEXAS平臺技術。LEXAS平臺技術有效地突破現有技術瓶頸，使用表達效率更高、遺傳背景更清晰的超級宿主，擴充了小分子化合物儲備，增加藥物先導物分子數量。
  • 「真菌王國科普系列之六」真菌基因編輯基礎——遺傳轉化
    目前臨床上廣泛使用的青黴素、降血脂藥物洛伐他汀、以及免疫抑制劑環孢菌素等均來自真菌次級代謝產物或衍生物。進入新世紀以來，真菌中發現的活性天然產物已成為微生物活性化合物的主要來源。自然界中的真菌（圖片來源於網絡）隨著越來越多真菌基因組測序的完成，為我們從分子水平上揭示基因的功能提供了條件。然而由於真菌基因組相對較大，細胞結構複雜，大部分真菌缺乏有性階段，基因操作困難，嚴重阻礙了真菌遺傳學的研究。
  • 海綿共附生毛球腔屬真菌活性代謝產物及降脂機製取得進展
    海綿自身物理防禦差，海綿共附生的微生物往往能夠產生活性代謝產物來協助海綿抵抗捕食者，這些代謝產物結構獨特，生物活性豐富，是海洋藥物及其先導化合物的重要來源。中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態重點實驗室和廣東省海洋藥物重點實驗室劉永宏學科組長期從事海洋微生物活性天然產物研究，學科組龐小豔博士對採自徐聞的美麗屬海綿來源毛球腔屬真菌進行了次級代謝產物的研究，近期在呋喃酮類化合物降脂機制研究方面取得進展。
  • 北京基因組所等開發完成基於K-mer的基因組組分分析資料庫
    不僅如此，K-mer算法還在組學的其他方面，包括基因組組裝、motif預測、重複序列的識別以及基因組的複雜性評估等都受到了廣泛的關注。基於K-mer算法在組學中的重要表現，在這個大規模基因組數據快速積累的時代，構建一個基於K-mer算法易於存儲並且將大量基因組數據可視化處理的資料庫十分迫切。
  • 化學學院雷曉光課題組與合作者在植物天然產物生物合成與酶學研究...
    植物天然產物作為內源性小分子參與了自身重要生理活動，例如調控植物自身的生長發育和抵禦病蟲害，同時也是治療人類重大疾病的創新藥物分子的主要來源。因此，解析植物天然產物的生物合成途徑對於植物生物學、生態學研究和開發創新藥物治療人類重大疾病都具有重要意義。
  • IGV-sRNA - 植物小RNA測序數據專用基因組瀏覽器
    在這個資料庫中，用戶可以但不僅限於：下載138種植物全基因組小RNA位點注釋信息（包括miRNA, phasiRNA, hc-siRNA）基於miRNA名字檢索資料庫或指定進化分支的miRNA，基於序列比對，Blast查看指定序列是否是sRNAanno收錄的miRNA或phasiRNAs位點下載 IGV-sRNA，用於用戶自己的小RNA
  • 海綿共附生毛球腔屬真菌活性代謝產物及降脂機制研究取得進展
    海綿自身物理防禦差，海綿共附生的微生物往往能夠產生活性代謝產物來協助海綿抵抗捕食者，這些代謝產物結構獨特，生物活性豐富，是海洋藥物及其先導化合物的重要來源。中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態重點實驗室和廣東省海洋藥物重點實驗室劉永宏團隊長期從事海洋微生物活性天然產物研究，對採自徐聞的美麗屬海綿來源毛球腔屬真菌進行了次級代謝產物研究，近期在呋喃酮類化合物降脂機制研究方面取得進展。
  • 解讀數據挖掘與數據科學之間鮮為人知的區別
    數據挖掘與數據科學的定義數據挖掘是一種基於大量信息分析的自動數據搜索。其目標是識別趨勢和模式，這是傳統分析技術無法做到的。複雜的數學算法用於分割數據並估計後續事件的可能性。而每個數據科學家都需要了解數據挖掘。在哪裡使用數據科學?
  • 科研進展|昆明植物所在香茶菜屬植物內生真菌新穎活性次生代謝產物研究中取得新進展
    植物內生真菌（Endophytic fungi）是指在其生活史的一定階段或全部階段生活於健康植物的各種組織和器官內部而不引起被感染宿主植物出現明顯病變的真菌。內生菌在與宿主長期的協同進化過程中建立了豐富的以次生代謝產物為載體的化學溝通機制，這種溝通機制的存在從而導致了內生真菌本身物種的多樣性，進而導致其次生代謝產物結構與生物功能的多樣性。
  • Nature:封面故事:一種有望用作抗生素佐劑的天然產物
    本期封面所示為海洋真菌Aspergillus versicolor 的分生孢子梗和孢子( 用乳酸酚棉藍染色)。被攜帶metallo-β-lactamases (如 NDM-1 和VIM)的革蘭氏陰性病原體感染，是一個不斷發展的公共衛生問題，使得用青黴素、頭孢菌素和carbapenem類抗生素來治療感染受到威脅。