刺糖多孢菌中通过删除多杀菌素基因簇激活隐性生物合成途径：新型生物活性天然产物的发现

来自未知机构的研究人员通过删除刺糖多孢菌(Saccharopolyspora spinosa)的多杀菌素基因簇(SPN)，利用热敏载体pKC1139构建突变株S. spinosaΔSPN，结合HPLC-HRMS/MS和GNPS分子网络分析，发现突变株可激活隐性生物合成基因簇(BGCs)，产生线性/环状脂肽类化合物(如gageostatins和gageopeptins)，其粗提物展现抗菌活性。该研究为挖掘微生物隐性代谢产物提供了新策略。

　　

刺糖多孢菌(Saccharopolyspora spinosa)作为假诺卡氏菌科(Pseudonocardiaceae)的成员，最初从维尔京群岛土壤中分离，以生产广谱杀虫剂多杀菌素(spinosad)闻名。尽管以往研究集中于多杀菌素，但其基因组中隐藏的大量生物合成基因簇(BGCs)功能仍属未知。与链霉菌(Streptomyces)类似，这些BGCs在常规条件下往往保持"沉默"。

研究团队运用热敏载体pKC1139敲除多杀菌素基因簇，成功构建突变株S. spinosaΔSPN。通过高效液相色谱-高分辨串联质谱(HPLC-HRMS/MS)对比分析野生型(B1)与突变株(B2)发酵产物，结合GNPS分子网络和MestReNova软件解析数据。结果显示：野生型主要产生7种代谢物(以多杀菌素为主)，而突变株则转向合成线性/环状脂肽类化合物，包括具有抗菌特性的gageostatins和gageopeptins。

尤为重要的是，突变株粗提物展现出显著抗菌活性，这与其脂肽类产物的生物学特性高度吻合。该研究首次证明：通过靶向删除优势代谢通路，可解除微生物次级代谢的"碳源竞争"效应，从而激活隐性BGCs。这种"基因敲除诱导沉默基因"的策略，为发掘新型抗生素候选分子开辟了新途径，在医药领域具有重要应用前景。