生物技术:如何提高放线菌药用抗生素的产量

2014-11-11 09:32 · 尔湾

海洋生境放线菌可产生较特异的药用化合物,但通常量很少很难满足后续的研究要求,原生质体融合技术是改良放线菌菌株最常用的育种方法之一。原生质融合是一种提高产量行之有效的育种方法,但操作过程中需要注意诱导剂、亲本菌株的亲缘关系及融合后的筛选等问题,适当的调节和选择将可能获得较大的突破。

海洋生境放线菌可产生较特异的药用化合物,但通常量很少很难满足后续的研究要求,原生质体融合技术是改良放线菌菌株最常用的育种方法之一。国家海洋局第一海洋研究所马湘君与青岛科技大学史振平等人结合相关研究,对生物技术提高海洋生境药用放线菌代谢产物的研究进行了综述。

针对目前海洋放线菌产生次级代谢产物药用价值高,但产量很低,较难在短期内提高的现状,马湘君等人将研究文章发表在汉斯《海洋科学前沿》2014年9月期刊上。

原生质融合是一种提高产量行之有效的育种方法。它突破种、属等分类界限,使在自然条件下和用常规方法不能接合的菌株发生融合,可在有生产价值的株内、种间甚至属间进行杂交育种。原生质体融合的重组频率高,还可以和其它育种方法相结合,先诱变再融合,或先融合再诱变。而且同基因工程育种相比,它不必对试验菌株进行详细的遗传学研究,也不需要高精尖的仪器设备和昂贵的材料费用。但操作过程中需要注意诱导剂、亲本菌株的亲缘关系及融合后的筛选等问题,适当的调节和选择将可能获得较大的突破。

在选育高产菌株的基础上,基因调控技术可以主动的提高目标化合物的产量,放线菌中天蓝色链霉菌(S. coelicolor)和阿维链霉菌(S. avermitilis)基因组测序已完成,分别发现了24~30个编码色素等次级代谢产物的基因簇,这个数字远超过这2种链霉菌中已发现的次级代谢产物的数量,说明在现有的培养条件和筛选方法下还有许多的天然产物没有表达和被发现。因此,利用基因工程和代谢调控等手段提高现有抗生素的产量和增加已有抗生素的同系物的种类具有较大的潜力。

总之,作者指出,模仿放线菌的野生状态,采用共培养方法提高产量,虽然重复性不好但具有简便易操作的优势;改造生物合成基因簇和利用代谢调控因子调控,是提高放线菌次级代谢产物产量的主动的方法,但需要较高的技术操作和研究成本,核糖体改造工程虽然成本相对较低,后续的筛选工作量会比较大。

原文链接:https://www.hanspub.org/journal/PaperInformation.aspx?paperID=14209

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