重建更新世细菌代谢物以恢复其天然产物

研究人员报告说，重建从人类和尼安德特人遗骸的钙化斑块中回收的细菌基因组，为以前未描述的更新世细菌代谢物提供了新的见解。该方法扩展了研究人员研究微生物天然产物的能力，否则这些研究主要限于研究活细菌。微生物产生的具有生物活性的小分子，通常称为天然产物，一直是工业和医学领域多种功能性化合物(包括许多抗菌剂)的重要来源。

表征曾经由古代微生物群的微生物群产生的生物合成基因簇 (BGC) 中编码的天然产物，将为了解以前未知的代谢物及其在早期人类营养和健康中的作用提供有价值的见解。尽管古基因组学的最新进展阐明了人类过去的基因组多样性，但这种快速增长的古基因组的功能和生物合成能力仍然难以捉摸。马丁·克拉珀和同事 在从大约过去 10 万年的古代人类和尼安德特人遗骸的钙化牙菌斑或牙结石中提取的宏基因组数据集中搜索生物合成基因簇。他们重建了 459 个细菌宏基因组组装基因组 (MAG)。一些 MAG 比之前最古老的重建 MAG 要早 90,000 多年。

在这个样本中，Klapper 等人。在Chlorobium 属中发现了一种以前未被描述的更新世时代的细菌物种 ，其中包含七个旧石器时代中期和晚期个体共享的 BGC。使用异源表达技术重建这些古老 BGC 的生物合成作用，作者发现它们产生了以前未报道的代谢物，即作者称为古呋喃的 5-烷基呋喃-3-羧酸产物。这组作者说，这些发现证明了古生物技术方法在古代宏基因组中未来天然产物探索中的潜力。“通过将宏基因组学、基因组挖掘、基因合成和代谢分析与 [古代 DNA] 研究领域相结合，我们为发现古代天然产物绘制了一条路径，以获得对其形成和起源的进化见解，并告知他们潜在的未来应用，”Klapper 等人写道。