ACTIVATION AND CHARACTERISATION OF BIOSYNTHESIS PATHWAYS OF BIOACTIVE COMPOUNDS IN STREPTOMYCES (Q3136856)
Jump to navigation
Jump to search
Project Q3136856 in Spain
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | ACTIVATION AND CHARACTERISATION OF BIOSYNTHESIS PATHWAYS OF BIOACTIVE COMPOUNDS IN STREPTOMYCES |
Project Q3136856 in Spain |
Statements
174,240.0 Euro
0 references
217,800.0 Euro
0 references
80.0 percent
0 references
1 January 2015
0 references
30 June 2018
0 references
UNIVERSIDAD DE OVIEDO
0 references
43°21'38.16"N, 5°50'41.64"W
0 references
33044
0 references
LOS ESTREPTOMICETOS SON BACTERIAS GRAM POSITIVAS PRODUCTORAS DE UN GRAN NUMERO DE COMPUESTOS BIOACTIVOS (METABOLITOS SECUNDARIOS) CON APLICACION EN MEDICINA, VETERINARIA Y AGRICULTURA. A PESAR DEL GRAN NUMERO DE COMPUESTOS COMERCIALIZADOS, HAY NECESIDAD DE NUEVOS COMPUESTOS, COMO ANTITUMORALES MAS ACTIVOS Y CON MENOS EFECTOS SECUNDARIOS O ANTIBIOTICOS FRENTE A BACTERIAS MULTIRRESISTENTES. LAS ESTRATEGIAS CLASICAS PARA BUSCAR NUEVOS COMPUESTOS CONDUCEN GENERALMENTE AL REAISLAMIENTO DE COMPUESTOS YA CONOCIDOS. LA BIOSINTESIS COMBINATORIA (CONSTRUCCION DE MICROORGANISMOS RECOMBINANTES CON COMBINACIONES GENICAS NO EXISTENTES EN LA NATURALEZA) Y LA MINERIA GENOMICA (ANALISIS DE GENOMAS DE MICROORGANISMOS PRODUCTORES PARA IDENTIFICAR Y ACTIVAR AGRUPACIONES DE GENES DE BIOSINTESIS) SON DOS ESTRATEGIAS NOVEDOSAS QUE ESTAN SIENDO UTILIZADAS PARA GENERAR NUEVOS COMPUESTOS. STREPTOMYCES ARGILLACEUS ES UNA CEPA GENETICAMENTE MANIPULABLE, PRODUCTORA DEL ANTITUMORAL MITRAMICINA. RECIENTEMENTE SE HA SECUENCIADO SU GENOMA Y SE HAN IDENTIFICADO 30 AGRUPACIONES DE BIOSINTESIS (¿CLUSTERS¿) DE METABOLITOS SECUNDARIOS. UTILIZANDO DISTINTAS ESTRATEGIAS DE INGENIERIA GENETICA Y/O METABOLICA SE HA PODIDO ACTIVAR LA AGRUPACION GENICA 1701 (ARP) E IDENTIFICAR UNA FAMILIA DE NUEVOS COMPUESTOS ALCALOIDES POLICETONICOS CON ACTIVIDAD ANTIBIOTICA (LAS ARGIMICINAS). EL PRESENTE PROYECTO TIENE COMO OBJETIVO GENERAL LA IDENTIFICACION Y GENERACION DE NUEVOS COMPUESTOS BIOACTIVOS PRODUCIDOS POR S. ARGILLACEUS. PARA ALCANZAR ESTE OBJETIVO, EL PROYECTO ESTA SUBDIVIDIDO EN DOS APARTADOS: (A) LA CARACTERIZACION DEL ¿CLUSTER¿ ARP Y LA GENERACION DE NUEVAS ARGIMICINAS POR BIOSINTESIS COMBINATORIA Y (B) LA IDENTIFICACION DE NUEVOS COMPUESTOS MEDIANTE LA ACTIVACION DE CUATRO ¿CLUSTERS¿ DEL GENOMA DE S. ARGILLACEUS. LA REALIZACION DEL PRIMER APARTADO IMPLICARA (I) DELIMITAR EL ¿CLUSTER¿ ARP INACTIVANDO/ELIMINANDO GENES DE SUS EXTREMOS; (II), DETERMINAR LAS FUNCIONES DE LOS GENES ARP MEDIANTE LA INACTIVACION DE LOS MISMOS Y EL AISLAMIENTO Y CARACTERIZACION QUIMICA DE LOS COMPUESTOS ACUMULADOS; (III) ESTABLECER UNA RUTA DE BIOSINTESIS PARA LAS ARGIMICINAS QUE IMPLICARA EXPERIMENTOS DE CO-SINTESIS, BIOCONVERSION Y EXPRESION SECUENCIAL DE GENES EN HUESPEDES HETEROLOGOS; (IV) ANALIZAR LA REGULACION DEL ¿CLUSTER¿ MEDIANTE LA INACTIVACION/SOBREEXPRESION DE LOS GENES REGULADORES Y EL ANALISIS TRANSCRIPTOMICO DE LAS CEPAS POR RT-PCR, E IDENTIFICAR REGULADORES PARA SUPERPRODUCIR ARGIMICINAS; Y (V) GENERAR Y CARACTERIZAR QUIMICA Y BIOLOGICAMENTE NUEVOS DERIVADOS DE ARGIMICINAS OBTENIDOS POR ESTRATEGIAS DE BIOSINTESIS COMBINATORIA (INACTIVACION GENICA Y EXPRESION DE GENES DE OTRAS RUTAS). LA REALIZACION DEL SEGUNDO APARTADO IMPLICARA (I) ACTIVAR UN ¿CLUSTER¿ PARA TERPENOS (¿CLUSTER¿ 25) Y DOS PARA COMPUESTOS HIBRIDOS PEPTIDO-POLICETONICOS (¿CLUSTERS¿ 10 Y 26), MEDIANTE LA SOBREEXPRESION/INACTIVACION DE GENES REGULADORES POSITIVOS/NEGATIVOS, LA SOBREEXPRESION DE GENES IMPLICADOS EN LA BIOSINTESIS DE METABOLITOS PRECURSORES Y/O LA EXPRESION HETEROLOGA DEL ¿CLUSTER¿; (III) PURIFICAR Y CARACTERIZAR QUIMICA Y BIOLOGICAMENTE LOS COMPUESTOS CODIFICADOS POR LOS ¿CLUSTERS¿ 1705, 10, 25 Y 26; (IV) CARACTERIZAR LOS ¿CLUSTERS¿, ESTABLECIENDO SUS LIMITES, CARACTERIZANDO SUS GENES, FUNDAMENTALMENTE LOS IMPLICADOS EN REACCIONES DE DECORACION, Y PROPONIENDO RUTAS DE BIOSINTESIS; Y (V) GENERAR NUEVOS DERIVADOS POR INACTIVACION GENICA Y EXPRESION DE GENES DE OTRAS RUTAS. (Spanish)
0 references
STREPTOMICETS ARE GRAM POSITIVE BACTERIA THAT PRODUCE A LARGE NUMBER OF BIOACTIVE COMPOUNDS (SECONDARY METABOLITES) WITH APPLICATION IN MEDICINE, VETERINARY AND AGRICULTURE. DESPITE THE LARGE NUMBER OF COMPOUNDS MARKETED, THERE IS A NEED FOR NEW COMPOUNDS, SUCH AS MORE ACTIVE ANTITITUMORS AND WITH FEWER SIDE OR ANTIBIOTIC EFFECTS AGAINST MULTIDRUG RESISTANT BACTERIA. CLASSIC STRATEGIES TO LOOK FOR NEW COMPOUNDS GENERALLY LEAD TO THE RE-ISLATION OF ALREADY KNOWN COMPOUNDS. COMBINATORIAL BIOSYNTHESIS (CONSTRUCTION OF RECOMBINANT MICROORGANISMS WITH GENICAS COMBINATIONS NOT EXISTING IN NATURE) AND GENOMIC MINING (ANALYSIS OF GENOMES OF PRODUCING MICROORGANISMS TO IDENTIFY AND ACTIVATE BIOSYNTHESIS GENE CLUSTERS) ARE TWO NOVEL STRATEGIES THAT ARE BEING USED TO GENERATE NEW COMPOUNDS. STREPTOMYCES ARGILLACEUS IS A GENETICLY MANIPULABLE STRAIN THAT PRODUCES MITRAMYCIN ANTITUMOR. ITS GENOME HAS RECENTLY BEEN SEQUENCED AND 30 CLUSTERS OF BIOSYNTHESIS (CLUSTERS) OF SECONDARY METABOLITES HAVE BEEN IDENTIFIED. USING DIFFERENT STRATEGIES OF GENETIC AND/OR METABOLIC ENGINEERING IT HAS BEEN POSSIBLE TO ACTIVATE THE GENIC GROUPING 1701 (ARP) AND IDENTIFY A FAMILY OF NEW POLYCYTONIC ALKALOID COMPOUNDS WITH ANTIBIOTIC ACTIVITY (ARGIMICINS). THE GENERAL OBJECTIVE OF THIS PROJECT IS THE IDENTIFICATION AND GENERATION OF NEW BIOACTIVE COMPOUNDS PRODUCED BY S. ARGILLACEUS. TO ACHIEVE THIS OBJECTIVE, THE PROJECT IS SUBDIVIDED INTO TWO SECTIONS: (A) THE CHARACTERISATION OF THE ARP CLUSTER AND THE GENERATION OF NEW ARGIMICINES BY COMBINATORIAL BIOSYNTHESIS AND (B) THE IDENTIFICATION OF NEW COMPOUNDS BY ACTIVATING FOUR CLUSTERS OF THE GENOME OF S. ARGILLACEUS. THE REALISATION OF THE FIRST SECTION WILL INVOLVE (I) DELIMITING THE ARP CLUSTER BY INACTIVATING/ELIMINATING GENES FROM ITS ENDS; (II), DETERMINE THE FUNCTIONS OF THE ARP GENES BY INACTING THEM AND THE CHEMICAL ISOLATION AND CHARACTERISATION OF THE ACCUMULATED COMPOUNDS; (III) ESTABLISH A BIOSYNTHESIS PATHWAY FOR ARGIMICINS INVOLVING CO-SYNTHESIS, BIOCONVERSION AND SEQUENTIAL GENE EXPRESSION EXPERIMENTS IN HETEROLOGY HOSTS; (IV) ANALYSE THE REGULATION OF CLUSTER BY MEANS OF INACTIVATION/OVEREXPRESSION OF REGULATORY GENES AND TRANSCRIPTOMIC ANALYSIS OF STRAINS BY RT-PCR, AND IDENTIFY REGULATORS FOR SUPERPRODUCY ARGIMICINES; AND (V) GENERATE AND CHARACTERISE CHEMICALLY AND BIOLOGICALLY NEW DERIVATIVES OF ARGIMICINES OBTAINED BY COMBINATORIAL BIOSYNTHESIS STRATEGIES (GENIC INCTIVACION AND EXPRESSION OF GENES FROM OTHER ROUTES). THE REALISATION OF THE SECOND SECTION WILL INVOLVE (I) ACTIVATING A CLUSTER FOR TERPENES (CLUSTER 25) AND TWO FOR HYBRID COMPOUNDS PEPTIDO-POLICETONICS (CLUSTERS 10 AND 26), BY OVEREXPRESSION/INACTIVACTION OF POSITIVE/NEGATIVE REGULATORY GENES, OVEREXPRESSION OF GENES INVOLVED IN THE BIOSYNTHESIS OF PRECURSOR METABOLITES AND/OR THE HETEROLOGOUS EXPRESSION OF THE CLUSTER; (III) PURIFY AND CHARACTERISE CHEMICALLY AND BIOLOGICALLY THE COMPOUNDS ENCODED BY THE 1705, 10, 25 AND 26 CLUSTERS; (IV) CHARACTERISE THE CLUSTERS, SETTING THEIR LIMITS, CHARACTERISING THEIR GENES, MAINLY THOSE INVOLVED IN DECORATING REACTIONS, AND PROPOSING BIOSYNTHESIS ROUTES; AND (V) GENERATE NEW DERIVATIVES BY GENIC INACTIVACION AND EXPRESSION OF GENES FROM OTHER ROUTES. (English)
12 October 2021
0 references
LES STREPTOMICETS SONT DES BACTÉRIES À GRAM POSITIF QUI PRODUISENT UN GRAND NOMBRE DE COMPOSÉS BIOACTIFS (MÉTABOLITES SECONDAIRES) AVEC APPLICATION EN MÉDECINE, VÉTÉRINAIRE ET AGRICOLE. MALGRÉ LE GRAND NOMBRE DE COMPOSÉS COMMERCIALISÉS, DE NOUVEAUX COMPOSÉS SONT NÉCESSAIRES, TELS QUE LES ANTITITUMEURS PLUS ACTIFS ET AVEC MOINS D’EFFETS SECONDAIRES OU ANTIBIOTIQUES CONTRE LES BACTÉRIES MULTIRÉSISTANTES. LES STRATÉGIES CLASSIQUES DE RECHERCHE DE NOUVEAUX COMPOSÉS CONDUISENT GÉNÉRALEMENT À LA RÉ-ISLATION DE COMPOSÉS DÉJÀ CONNUS. LA BIOSYNTHÈSE COMBINATOIRE (CONSTRUCTION DE MICROORGANISMES RECOMBINANTS AVEC DES COMBINAISONS GENICAS INEXISTANTES DANS LA NATURE) ET L’EXPLOITATION MINIÈRE GÉNOMIQUE (ANALYSE DES GÉNOMES DE MICROORGANISMES PRODUISANT DES MICROORGANISMES POUR IDENTIFIER ET ACTIVER LES GRAPPES DE GÈNES DE BIOSYNTHÈSE) SONT DEUX NOUVELLES STRATÉGIES QUI SONT UTILISÉES POUR GÉNÉRER DE NOUVEAUX COMPOSÉS. STREPTOMYCES ARGILLACEUS EST UNE SOUCHE GÉNÉTIQUEMENT MANIPULABLE QUI PRODUIT UN ANTITUMORAL MITRAMYCIN. SON GÉNOME A RÉCEMMENT ÉTÉ SÉQUENCÉ ET 30 GRAPPES DE BIOSYNTHÈSES (GRAPPES) DE MÉTABOLITES SECONDAIRES ONT ÉTÉ IDENTIFIÉES. EN UTILISANT DIFFÉRENTES STRATÉGIES DE GÉNIE GÉNÉTIQUE ET/OU MÉTABOLIQUE, IL A ÉTÉ POSSIBLE D’ACTIVER LE GROUPE GÉNIQUE 1701 (ARP) ET D’IDENTIFIER UNE FAMILLE DE NOUVEAUX COMPOSÉS ALCALOÏDES POLYCYTONIQUES AYANT UNE ACTIVITÉ ANTIBIOTIQUE (ARGIMICINS). L’OBJECTIF GÉNÉRAL DE CE PROJET EST L’IDENTIFICATION ET LA GÉNÉRATION DE NOUVEAUX COMPOSÉS BIOACTIFS PRODUITS PAR S. ARGILLACEUS. POUR ATTEINDRE CET OBJECTIF, LE PROJET EST DIVISÉ EN DEUX SECTIONS: (A) LA CARACTÉRISATION DU CLUSTER ARP ET LA GÉNÉRATION DE NOUVELLES ARGIMICINES PAR BIOSYNTHÈSE COMBINATOIRE ET (B) L’IDENTIFICATION DE NOUVEAUX COMPOSÉS EN ACTIVANT QUATRE AMAS DU GÉNOME DE S. ARGILLACEUS. LA RÉALISATION DE LA PREMIÈRE SECTION IMPLIQUERA (I) DE DÉLIMITER LE CLUSTER ARP EN INACTIVANT/ÉLIMINANT LES GÈNES DE SES EXTRÉMITÉS; (II), DÉTERMINER LES FONCTIONS DES GÈNES ARP PAR AINC, AINSI QUE L’ISOLEMENT CHIMIQUE ET LA CARACTÉRISATION DES COMPOSÉS ACCUMULÉS; III) ÉTABLIR UNE VOIE DE BIOSYNTHÈSE POUR LES ARGIMICINS IMPLIQUANT DES EXPÉRIENCES DE COSYNTHÈSE, DE BIOCONVERSION ET D’EXPRESSION GÉNÉTIQUE SÉQUENTIELLE DANS DES HÔTES D’HÉTÉROLOGIE; (IV) ANALYSER LA RÉGULATION DES GRAPPES PAR INACTIVATION/SUREXPRESSION DES GÈNES RÉGULATEURS ET ANALYSE TRANSCRIPTOMIQUE DES SOUCHES PAR RT-PCR, ET IDENTIFIER LES RÉGULATEURS DES ARGIMICINES SUPERPRODUCITÉS; ET (V) GÉNÉRER ET CARACTÉRISER DES DÉRIVÉS CHIMIQUES ET BIOLOGIQUES NOUVEAUX DES ARGIMICINES OBTENUS PAR DES STRATÉGIES DE BIOSYNTHÈSE COMBINATOIRE (INTIVACION GÉNIQUE ET EXPRESSION DE GÈNES D’AUTRES VOIES). LA RÉALISATION DE LA DEUXIÈME SECTION IMPLIQUERA (I) L’ACTIVATION D’UN GROUPE POUR LES TERPÈNES (GROUPE 25) ET DEUX POUR LES COMPOSÉS HYBRIDES PEPTIDO-POLICETONICS (GROUPES 10 ET 26), PAR SUREXPRESSION/INACTIVACTION DE GÈNES RÉGULATEURS POSITIFS/NÉGATIFS, SUREXPRESSION DES GÈNES IMPLIQUÉS DANS LA BIOSYNTHÈSE DES MÉTABOLITES PRÉCURSEURS ET/OU L’EXPRESSION HÉTÉROLOGUE DU GROUPE; (III) PURIFIER ET CARACTÉRISER CHIMIQUEMENT ET BIOLOGIQUEMENT LES COMPOSÉS CODÉS PAR LES GROUPES 1705, 10, 25 ET 26; IV) CARACTÉRISER LES GRAPPES, FIXER LEURS LIMITES, CARACTÉRISER LEURS GÈNES, PRINCIPALEMENT CEUX QUI PARTICIPENT À LA DÉCORATION DES RÉACTIONS, ET PROPOSER DES VOIES DE BIOSYNTHÈSE; ET (V) GÉNÉRER DE NOUVEAUX DÉRIVÉS PAR ADNTIVACION ET L’EXPRESSION DE GÈNES D’AUTRES VOIES. (French)
2 December 2021
0 references
STREPTOMICETS SIND GRAMPOSITIVE BAKTERIEN, DIE EINE GROSSE ANZAHL BIOAKTIVER VERBINDUNGEN (SEKUNDÄRE METABOLITEN) MIT ANWENDUNG IN MEDIZIN, TIERMEDIZIN UND LANDWIRTSCHAFT PRODUZIEREN. TROTZ DER GROSSEN ZAHL DER VERMARKTETEN VERBINDUNGEN BESTEHT EIN BEDARF AN NEUEN VERBINDUNGEN, WIE Z. B. AKTIVEREN ANTITITUMORS UND MIT WENIGER NEBENWIRKUNGEN ODER ANTIBIOTIKA GEGEN MULTIRESISTENTE BAKTERIEN. KLASSISCHE STRATEGIEN ZUR SUCHE NACH NEUEN VERBINDUNGEN FÜHREN IN DER REGEL ZUR WIEDERVERFÜGUNG BEREITS BEKANNTER VERBINDUNGEN. KOMBINATORISCHE BIOSYNTHESE (KONSTRUKTION REKOMBINANTER MIKROORGANISMEN MIT GENICAS-KOMBINATIONEN, DIE IN DER NATUR NICHT VORHANDEN SIND) UND GENOMISCHER ABBAU (ANALYSE VON GENEN VON MIKROORGANISMEN ZUR IDENTIFIZIERUNG UND AKTIVIERUNG VON BIOSYNTHESE-GENCLUSTERN) SIND ZWEI NEUARTIGE STRATEGIEN, DIE ZUR ERZEUGUNG NEUER VERBINDUNGEN EINGESETZT WERDEN. STREPTOMYCES ARGILLACEUS IST EINE GENETISCH MANIPULIERBARE SORTE, DIE MITRAMYCIN ANTITUMOR PRODUZIERT. SEIN GENOM WURDE KÜRZLICH SEQUENZIERT UND 30 CLUSTER DER BIOSYNTHESE (CLUSTER) VON SEKUNDÄREN METABOLITEN WURDEN IDENTIFIZIERT. MITHILFE VERSCHIEDENER STRATEGIEN DER GENETISCHEN UND/ODER METABOLISCHEN TECHNIK KONNTE DIE GENGRUPPE 1701 (ARP) AKTIVIERT UND EINE FAMILIE NEUER POLYCYTONIC ALKALOIDVERBINDUNGEN MIT ANTIBIOTISCHER AKTIVITÄT (ARGIMICINS) IDENTIFIZIERT WERDEN. DAS ALLGEMEINE ZIEL DIESES PROJEKTS IST DIE IDENTIFIZIERUNG UND ERZEUGUNG NEUER BIOAKTIVER VERBINDUNGEN, DIE VON S. ARGILLACEUS HERGESTELLT WERDEN. UM DIESES ZIEL ZU ERREICHEN, IST DAS PROJEKT IN ZWEI ABSCHNITTE UNTERTEILT: A) DIE CHARAKTERISIERUNG DES ARP-CLUSTERS UND DIE GENERIERUNG NEUER ARGIMICINES DURCH KOMBINATORISCHE BIOSYNTHESE UND (B) DIE IDENTIFIZIERUNG NEUER VERBINDUNGEN DURCH AKTIVIERUNG VON VIER CLUSTERN DES GENOMS VON S. ARGILLACEUS. DIE REALISIERUNG DES ERSTEN ABSCHNITTS BEINHALTET (I) DIE ABGRENZUNG DES ARP-CLUSTERS, INDEM GENE VON SEINEN ENDEN INAKTIVIERT/ELIMINIERT WERDEN; II) DIE FUNKTIONEN DER ARP-GENE DURCH INACTING UND DIE CHEMISCHE ISOLIERUNG UND CHARAKTERISIERUNG DER AKKUMULIERTEN VERBINDUNGEN ZU BESTIMMEN; III) FESTLEGUNG EINES BIOSYNTHESEPFADES FÜR ARGIMICINS MIT KOSYNTHESE, BIOKONVERSION UND SEQUENZIELLEN GENEXPRESSIONSEXPERIMENTEN IN HETEROLOGIE-HOSTS; IV) ANALYSE DER REGULIERUNG DES CLUSTERS DURCH INAKTIVIERUNG/ÜBEREXPRESSION VON REGULATORISCHEN GENEN UND TRANSKRIPTOM-ANALYSE VON STÄMMEN DURCH RT-PCR UND ERMITTLUNG VON REGULIERUNGSBEHÖRDEN FÜR SUPERPRODUCY ARGIMICINES; UND V) CHEMISCH UND BIOLOGISCH NEUE DERIVATE VON ARGIMICINES ERZEUGEN UND CHARAKTERISIEREN, DIE DURCH KOMBINATORISCHE BIOSYNTHESESTRATEGIEN (GENE INCTIVACION UND EXPRESSION VON GENEN AUS ANDEREN WEGEN) GEWONNEN WERDEN. DIE REALISIERUNG DES ZWEITEN ABSCHNITTS UMFASST (I) DIE AKTIVIERUNG EINES CLUSTERS FÜR TERPENE (CLUSTER 25) UND ZWEI FÜR HYBRIDE VERBINDUNGEN PEPTIDO-POLICETONICS (CLUSTER 10 UND 26), DURCH ÜBEREXPRESSION/INACTIVACTION VON POSITIVEN/NEGATIVEN REGULATORISCHEN GENEN, ÜBEREXPRESSION VON GENEN, DIE AN DER BIOSYNTHESE VON VORLÄUFERMETABOLITEN BETEILIGT SIND, UND/ODER DIE HETEROLOGE EXPRESSION DES CLUSTERS; III) DIE IN DEN CLUSTERN 1705, 10, 25 UND 26 KODIERTEN VERBINDUNGEN CHEMISCH UND BIOLOGISCH ZU REINIGEN UND ZU CHARAKTERISIEREN; (IV) DIE CLUSTER CHARAKTERISIEREN, IHRE GRENZEN FESTLEGEN, IHRE GENE CHARAKTERISIEREN, VOR ALLEM DIEJENIGEN, DIE AN DER DEKORATION VON REAKTIONEN BETEILIGT SIND, UND VORSCHLÄGE FÜR BIOSYNTHESEROUTEN; UND (V) NEUE DERIVATE DURCH GENIC INACTIVACION UND EXPRESSION VON GENEN AUS ANDEREN WEGEN GENERIEREN. (German)
9 December 2021
0 references
STREPTOMICETS ZIJN GRAM POSITIEVE BACTERIËN DIE EEN GROOT AANTAL BIOACTIEVE VERBINDINGEN (SECUNDAIRE METABOLIETEN) PRODUCEREN MET TOEPASSING IN DE GENEESKUNDE, DIERGENEESKUNDE EN LANDBOUW. ONDANKS HET GROTE AANTAL OP DE MARKT GEBRACHTE VERBINDINGEN IS ER BEHOEFTE AAN NIEUWE VERBINDINGEN, ZOALS ACTIEVERE ANTITITUMORS EN MET MINDER BIJWERKINGEN OF ANTIBIOTICA TEGEN MULTIDRUGSRESISTENTE BACTERIËN. KLASSIEKE STRATEGIEËN OM TE ZOEKEN NAAR NIEUWE VERBINDINGEN OVER HET ALGEMEEN LEIDEN TOT DE RE-ISLATION VAN REEDS BEKENDE VERBINDINGEN. COMBINATORIALE BIOSYNTHESE (BOUW VAN RECOMBINANTE MICRO-ORGANISMEN MET GENICAS-COMBINATIES DIE NIET IN DE NATUUR BESTAAN) EN GENOMISCHE MIJNBOUW (ANALYSE VAN GENEN DIE MICRO-ORGANISMEN PRODUCEREN OM BIOSYNTHESEGENCLUSTERS TE IDENTIFICEREN EN TE ACTIVEREN) ZIJN TWEE NIEUWE STRATEGIEËN DIE WORDEN GEBRUIKT OM NIEUWE VERBINDINGEN TE GENEREREN. STREPTOMYCES ARGILLACEUS IS EEN GENETISCH MANIPULEERBARE SOORT DIE MITRAMYCIN ANTITUMOR PRODUCEERT. ZIJN GENOOM IS ONLANGS GERANGSCHIKT EN 30 CLUSTERS VAN BIOSYNTHESE (CLUSTERS) VAN SECUNDAIRE METABOLIETEN ZIJN GEÏDENTIFICEERD. MET BEHULP VAN VERSCHILLENDE STRATEGIEËN VAN GENETISCHE EN/OF METABOLE TECHNIEK IS HET MOGELIJK GEWEEST OM DE GENIC GROEP 1701 (ARP) TE ACTIVEREN EN EEN FAMILIE VAN NIEUWE POLYCYTONIC ALKALOÏDE VERBINDINGEN MET ANTIBIOTICAACTIVITEIT (ARGIMICINS) TE IDENTIFICEREN. DE ALGEMENE DOELSTELLING VAN DIT PROJECT IS HET IDENTIFICEREN EN GENEREREN VAN NIEUWE BIOACTIEVE VERBINDINGEN GEPRODUCEERD DOOR S. ARGILLACEUS. OM DIT DOEL TE BEREIKEN, IS HET PROJECT ONDERVERDEELD IN TWEE DELEN: (A) DE KARAKTERISERING VAN DE ARP-CLUSTER EN DE GENERATIE VAN NIEUWE ARGIMICINES DOOR COMBINATORISCHE BIOSYNTHESE EN (B) DE IDENTIFICATIE VAN NIEUWE VERBINDINGEN DOOR HET ACTIVEREN VAN VIER CLUSTERS VAN HET GENOOM VAN S. ARGILLACEUS. DE REALISATIE VAN HET EERSTE DEEL OMVAT (I) HET AFBAKENEN VAN HET ARP-CLUSTER DOOR GENEN VANAF ZIJN UITEINDEN TE INACTIVEREN/ELIMINEREN; (II), DE FUNCTIES VAN DE ARP-GENEN BEPALEN DOOR ZE TE INACTEREN EN DE CHEMISCHE ISOLATIE EN KARAKTERISERING VAN DE GEACCUMULEERDE VERBINDINGEN; III) EEN BIOSYNTHESEROUTE VOOR ARGIMICINS TOT STAND BRENGEN MET COSYNTHESE-, BIOCONVERSIE- EN SEQUENTIËLE GENEXPRESSIE-EXPERIMENTEN IN HETEROLOGIEHOSTS; IV) DE REGULERING VAN DE CLUSTER ANALYSEREN DOOR MIDDEL VAN INACTIVERING/OVEREXPRESSIE VAN REGELGEVENDE GENEN EN TRANSCRIPTOMISCHE ANALYSE VAN STAMMEN DOOR RT-PCR, EN IDENTIFICEER REGELGEVERS VOOR SUPERPRODUCY ARGIMICINES; EN V) CHEMISCH EN BIOLOGISCH NIEUWE DERIVATEN VAN ARGIMICINES TE GENEREREN EN TE KARAKTERISEREN DIE WORDEN VERKREGEN DOOR COMBINATORIËLE BIOSYNTHESESTRATEGIEËN (GENIC INCTIVACION EN EXPRESSIE VAN GENEN VAN ANDERE ROUTES). DE REALISATIE VAN HET TWEEDE DEEL OMVAT (I) HET ACTIVEREN VAN EEN CLUSTER VOOR TERPENEN (CLUSTER 25) EN TWEE VOOR HYBRIDE VERBINDINGEN PEPTIDO-POLICETONICS (CLUSTERS 10 EN 26), DOOR OVEREXPRESSIE/INACTIVACTIE VAN POSITIEVE/NEGATIEVE REGELGEVENDE GENEN, OVEREXPRESSIE VAN GENEN DIE BETROKKEN ZIJN BIJ DE BIOSYNTHESE VAN PRECURSORMETABOLIETEN EN/OF DE HETEROGENE EXPRESSIE VAN DE CLUSTER; III) CHEMISCH EN BIOLOGISCH ZUIVEREN EN KARAKTERISEREN VAN DE VERBINDINGEN DIE ZIJN GECODEERD DOOR DE CLUSTERS 1705, 10, 25 EN 26; IV) DE CLUSTERS KARAKTERISEREN, HUN GRENZEN BEPALEN, HUN GENEN KARAKTERISEREN, VOORNAMELIJK DEGENEN DIE BETROKKEN ZIJN BIJ HET VERFRAAIEN VAN REACTIES, EN BIOSYNTHESEROUTES VOORSTELLEN; EN (V) NIEUWE DERIVATEN GENEREREN DOOR GENIC INACTIVACION EN EXPRESSIE VAN GENEN VAN ANDERE ROUTES. (Dutch)
17 December 2021
0 references
GLI STREPTOMICET SONO BATTERI GRAM POSITIVI CHE PRODUCONO UN GRAN NUMERO DI COMPOSTI BIOATTIVI (METABOLITI SECONDARI) CON APPLICAZIONE IN MEDICINA, VETERINARIA E AGRICOLTURA. NONOSTANTE IL GRAN NUMERO DI COMPOSTI COMMERCIALIZZATI, VI È LA NECESSITÀ DI NUOVI COMPOSTI, COME ANTITITUMORS PIÙ ATTIVI E CON MENO EFFETTI COLLATERALI O ANTIBIOTICI CONTRO I BATTERI MULTIRESISTENTI. LE STRATEGIE CLASSICHE PER CERCARE NUOVI COMPOSTI GENERALMENTE PORTANO ALLA RE-ILAZIONE DI COMPOSTI GIÀ NOTI. LA BIOSINTESI COMBINATORIA (COSTRUZIONE DI MICRORGANISMI RICOMBINANTI CON COMBINAZIONI GENICAS NON ESISTENTI IN NATURA) E L'ESTRAZIONE GENOMICA (ANALISI DEI GENOMI DELLA PRODUZIONE DI MICRORGANISMI PER IDENTIFICARE E ATTIVARE GLI AMMASSI GENICI DI BIOSINTESI) SONO DUE NUOVE STRATEGIE CHE VENGONO UTILIZZATE PER GENERARE NUOVI COMPOSTI. STREPTOMYCES ARGILLACEUS È UN CEPPO GENETICAMENTE MANIPOLABILE CHE PRODUCE ANTITUMOR MITRAMYCIN. IL SUO GENOMA È STATO RECENTEMENTE SEQUENZIATO E SONO STATI IDENTIFICATI 30 GRUPPI DI BIOSINTESI (CLUSTER) DI METABOLITI SECONDARI. UTILIZZANDO DIVERSE STRATEGIE DI INGEGNERIA GENETICA E/O METABOLICA È STATO POSSIBILE ATTIVARE IL GRUPPO GENETICO 1701 (ARP) E IDENTIFICARE UNA FAMIGLIA DI NUOVI COMPOSTI ALCALOIDI POLYCYTONIC CON ATTIVITÀ ANTIBIOTICA (ARGIMICINS). L'OBIETTIVO GENERALE DI QUESTO PROGETTO È L'INDIVIDUAZIONE E LA GENERAZIONE DI NUOVI COMPOSTI BIOATTIVI PRODOTTI DA S. ARGILLACEUS. PER RAGGIUNGERE QUESTO OBIETTIVO, IL PROGETTO È SUDDIVISO IN DUE SEZIONI: (A) LA CARATTERIZZAZIONE DEL CLUSTER ARP E LA GENERAZIONE DI NUOVI ARGIMICINES MEDIANTE BIOSINTESI COMBINATORIA E (B) L'IDENTIFICAZIONE DI NUOVI COMPOSTI ATTIVANDO QUATTRO CLUSTER DEL GENOMA DI S. ARGILLACEUS. LA REALIZZAZIONE DELLA PRIMA SEZIONE COMPORTERÀ (I) LA DELIMITAZIONE DEL CLUSTER ARP MEDIANTE L'ATTIVAZIONE/ELIMINAZIONE DEI GENI DALLE SUE ESTREMITÀ; (II), DETERMINARE LE FUNZIONI DEI GENI ARP MEDIANTE INATTARLI E L'ISOLAMENTO CHIMICO E LA CARATTERIZZAZIONE DEI COMPOSTI ACCUMULATI; (III) STABILIRE UN PERCORSO DI BIOSINTESI PER GLI ARGIMICINS CHE COINVOLGA LA COSINTESI, LA BIOCONVERSIONE E GLI ESPERIMENTI DI ESPRESSIONE GENICA SEQUENZIALE NEGLI OSPITI DELL'ETEROLOGIA; (IV) ANALIZZARE LA REGOLAMENTAZIONE DEL CLUSTER MEDIANTE L'INATTIVAZIONE/LA SOVRAESPRESSIONE DEI GENI NORMATIVI E L'ANALISI TRASCRITTAMICA DEI CEPPI DA PARTE DI RT-PCR, E IDENTIFICARE I REGOLATORI PER GLI ARGIMICINES SUPERPRODUCY; E V) GENERARE E CARATTERIZZARE DERIVATI CHIMICAMENTE E BIOLOGICAMENTE NUOVI DI ARGIMICINES OTTENUTI MEDIANTE STRATEGIE DI BIOSINTESI COMBINATORIA (INCTIVACION EGENICO ED ESPRESSIONE DI GENI DA ALTRE VIE). LA REALIZZAZIONE DELLA SECONDA SEZIONE COMPORTERÀ (I) L'ATTIVAZIONE DI UN CLUSTER PER TERPENI (CLUSTER 25) E DUE PER I COMPOSTI IBRIDI PEPTIDO-POLICETONICS (CLUSTER 10 E 26), MEDIANTE SOVRAESPRESSIONE/INATTIVACAZIONE DI GENI REGOLATORI POSITIVI/NEGATIVI, SOVRAESPRESSIONE DEI GENI COINVOLTI NELLA BIOSINTESI DEI METABOLITI PRECURSORI E/O L'ESPRESSIONE ETEROLOGA DEL CLUSTER; (III) PURIFICARE E CARATTERIZZARE CHIMICAMENTE E BIOLOGICAMENTE I COMPOSTI CODIFICATI DAI CLUSTER 1705, 10, 25 E 26; (IV) CARATTERIZZANO I CLUSTER, FISSANDO I LORO LIMITI, CARATTERIZZANDO I LORO GENI, PRINCIPALMENTE QUELLI COINVOLTI NELLA DECORAZIONE DELLE REAZIONI, E PROPONENDO PERCORSI DI BIOSINTESI; E (V) GENERARE NUOVI DERIVATI DA INACTIVACION GENICO E L'ESPRESSIONE DI GENI DA ALTRE VIE. (Italian)
16 January 2022
0 references
Oviedo
0 references
Identifiers
BIO2014-56752-R
0 references