代谢组学

微生物功能代谢组学取得创新成果

 

微生物功能代谢产物的合成表达、转运和生物利用与许多重要生物学过程和事件密切相关,如微生物致病力的形成与表达、微生物感染机制、微生物生物膜的形成和微生物抗药性的产生等。系统生物学驱动的功能代谢组学方法,具有高灵敏、高分辨和高通量精准捕获和表征不同生物基质中功能代谢物的领先分析优势,是目前开展微生物代谢合成、代谢互作和代谢调控研究的强有力方法策略。该方法可以从精准代谢层面,全面深入解析微生物领域的前沿挑战性科学问题。
上海交通大学系统生物医学研究院吕海涛课题组,突破传统代谢组学方法的分析精度和应用尺度,一直聚焦于功能代谢组学方法的创新研究,及其应用于微生物源/中药源功能天然产物的治疗发现研究,和相关挑战性前沿科学问题的原创研究。
率先提出功能代谢组学新方法-精准修饰代谢组学(Precision-Modification Metabolomics, PMM)策略,突破传统代谢表型研究,定义区分表型代谢组学(Phenotypic Metabolomics)和功能代谢组学(Functional Metabolomics),并将其应用于微生物铁载体代谢调控机理研究和中药组分治疗发现研究。该方法具有跨学科应用实践的巨大潜力,相关成果获得业内及新闻媒体广泛关注,国家自然科学基金委(基金成果快讯)将其主要成果作为亮点工作进行报道。
率先发现微生物功能天然产物铁载体(Siderophores)生物合成,通过特征代谢物功能介导,能够协同调控大肠杆菌致病力的形成与表达。原创性发现5个功能代谢物通过与铁载体介导的铁离子相互作用,显着调控致病性大肠杆菌生物膜的形成与解离,揭示靶向调控这些功能代谢物的生物合成有望解决微生物生物膜形成对多领域的巨大危害, 该成果被国家自然科学基金委(基金要闻/资助成果)重点报道。
基于此,该团队提出适合不同生物基质功能代谢深度刻画、时空动态可视化、精准靶向操纵的新功能代谢组学策略(V2.0),即Spatial Temporal Operative Real Metabolomics (STORM)方法,期待未来应用于中药源/微生物源功能天然产物的发现研究,和功能代谢相关等挑战性科学问题的解决。部分创新研究成果发表于Pharmacology & Therapeutics ,Mass Spectrometry Reviews, Analytica Chimica Acta, Pharmacological Research和 Journal of Proteome Research等著名杂志。
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