探索海洋珍稀物种中尚未被发现的“AMPSphere”潜力

《Microbiome》：Unlocking the unexplored AMPSphere in marine rare species

本研究通过富集培养海洋生物膜并在138种碳源和氧气条件下进行测序，发现稀有细菌中存在大量未被探索的抗菌肽（AMPs），其中3,054,472条候选AMPs被鉴定，包含1,048条高置信度AMPs，显著扩展了AMPSphere数据库，其AMPs表现出独特序列、结构多样性及强效稳定性与治疗效果。

　　

摘要

背景

抗菌肽（AMPs）在对抗耐药性细菌感染方面相比传统抗生素具有优势。自然微生物群落被认为是下一代抗菌肽生物勘探的重点目标。尽管在研究自然生态系统中的优势微生物类群的抗菌肽特性方面已经取得了一些进展，但目前的研究大多忽视了稀有物种的生物合成潜力。由于这些稀有物种所面临的独特进化压力，它们很可能产生具有新颖结构和非传统作用机制的抗菌肽。

结果

在本研究中，我们在138种不同的碳源和氧气水平条件下对海洋生物膜进行了富集培养，随后使用Illumina和Nanopore平台进行了宏基因组测序。对从宏基因组中获得的435个高质量基因组的分析表明，这些细菌菌株在全球海洋生物膜群落中的占比极低（<0.01%）。通过多模型预测，我们从这些基因组中识别出了3,054,472种潜在的抗菌肽，其中1,048种具有较高的可信度，从而显著扩展了目前已知的抗菌肽库。此外，来自稀有细菌物种的抗菌肽表现出独特的序列特征、结构多样性，在多种pH值和胃蛋白酶作用条件下表现出显著的稳定性，并且在动物模型中显示出较强的治疗潜力，这反映了它们在生态系统内发展出的专门适应性和防御策略。

结论

来自海洋生物膜中低丰度细菌的这些未被充分研究的抗菌肽的特征为开发高效抗菌剂提供了宝贵的资源和理论基础。

视频摘要

背景

抗菌肽（AMPs）在对抗耐药性细菌感染方面相比传统抗生素具有优势。自然微生物群落被认为是下一代抗菌肽生物勘探的重点目标。尽管在研究自然生态系统中的优势微生物类群的抗菌肽特性方面已经取得了一些进展，但目前的研究大多忽视了稀有物种的生物合成潜力。由于这些稀有物种所面临的独特进化压力，它们很可能产生具有新颖结构和非传统作用机制的抗菌肽。

结果

在本研究中，我们在138种不同的碳源和氧气水平条件下对海洋生物膜进行了富集培养，随后使用Illumina和Nanopore平台进行了宏基因组测序。对从宏基因组中获得的435个高质量基因组的分析表明，这些细菌菌株在全球海洋生物膜群落中的占比极低（<0.01%）。通过多模型预测，我们从这些基因组中识别出了3,054,472种潜在的抗菌肽，其中1,048种具有较高的可信度，从而显著扩展了目前已知的抗菌肽库。此外，来自稀有细菌物种的抗菌肽表现出独特的序列特征、结构多样性，在多种pH值和胃蛋白酶作用条件下表现出显著的稳定性，并且在动物模型中显示出较强的治疗潜力，这反映了它们在生态系统内发展出的专门适应性和防御策略。

结论

来自海洋生物膜中低丰度细菌的这些未被充分研究的抗菌肽的特征为开发高效抗菌剂提供了宝贵的资源和理论基础。

视频摘要