海洋海绵细菌有隐藏的天赋

海洋海绵细菌有隐藏的天赋。肾红珊瑚礁海绵 Theonella swinhoei是几种抗真菌和抗癌候选药物的来源。这些化合物不是由海绵本身产生的，而是由生活在其中的共生细菌产生的。所讨论的化合物被称为聚酮化合物，次生代谢产物恰好仅由两个细菌租户 T. swinhoei制造，迄今为止研究人员尚未成功。

来自瑞士苏黎世联邦理工学院微生物研究所的研究人员与美国能源部联合基因组研究所(DOE JGI)和其他几个学术机构合作，使用先进的测序方法对细菌进行归零，这些细菌属于未开垦的成员属， Enthotheonella。他们的研究结果 于2014年1月29日在“自然”杂志上发表。

“海洋海绵对药物开发非常感兴趣，但这些动物的生物活性物质供应非常有限，”微生物研究所的资深作者Joern Piel说。“鉴定细菌来源可以为可持续生产提供更一般的策略。”

几十年来，科学家一直在从实验室培养的细菌中收集医学上重要的化合物，但估计这些“培养细菌”仅代表地球上已知微生物的百分之一，目前还不清楚有多少未培育的99%能够生产其他微生物。有用的天然化合物 这是研究人员首次将未培养的细菌确定为生物活性化合物的多产来源。

该团队使用单细胞基因组分析，检查单个细胞的基因组，进行宏基因组测序，分析环境样本的DNA，找到负责的细菌。“在这项研究中，我们绕过了传统的培养步骤，并展示了基于单细胞和宏基因组学的这类生产者的发现，”DOE JGI的计算生物学家Christian Rinke说，他将这些细菌称为“有才华”的生产者。“使我们能够从未培养的微生物中获得基因组序列的宏基因组学和单细胞基因组学突出了两种技术的潜力，并提供了新的诱惑，可用于药物发现的环境样品以及为生物燃料等工业应用提供酶，”他添加。虽然微生物和宏基因组测序是DOE JGI提供的最受欢迎的贡献之一，但在这项特定研究中，Rinke提供了系统发育分析，其解读了细菌谱系的进化历史。该出版物的测序在德国比勒费尔德大学进行。

最近，DOE JGI的旗舰用户参与机制，即社区科学计划(CSP)，已经扩展到与另一个DOE生物和环境研究办公室支持的用户设施 - 环境分子科学实验室(EMSL) - 包括一项协作科学计划。该年度征集建议书， http： //www.emsl.pnl.gov/root/access/calls/jgi/2014/征求试点项目，将DOE JGI和EMSL的基因组学和功能分子特征资源整合到目标区域生物燃料生产，碳循环和生物地球化学。

对于 自然 出版物，研究人员研究了 来自日本的T. swinhoei，但也发现了与 其他T. swinhoei 海绵生活 密切相关的 Enthotheonella。他们认为这组细菌属于一个新的门，他们称之为“Tectomicrobia”。这个词来源于拉丁语，tegere，(隐藏，保护)，反映了他们未被培养的“隐藏”性质，并强调了这些化合物他们生产的产品很可能用于化学防御。

T swinhoei 生活在印度洋和太平洋的热带地区以及红海的部分地区，对周围的水域产生了相当大的影响。“海绵和生活在其中的微生物的共生改变了环境中的水化学，通过快速将水分通过组织吸收营养物质并释放废物，”Rinke说。他说，由于分布广泛，这一发现也对研究全球碳和氮循环有影响。