圣路易斯华盛顿大学和夏威夷大学的科学家们已经从一种这样的微生物中找到了开发抗生素药物的潜在候选者，这种微生物是一种名为Lentzea flaviverrucosa 的土壤细菌。他们在4 月11 日发表的一项研究中报告了他们的发现，编号为《美国国家科学院院刊》。
“稀有放线菌是新生物活性化合物的尚未开发的来源，”艺术与科学学院生物学副教授、这项新研究的共同通讯作者约书亚·布洛杰特（Joshua Blodgett）说。 “我们基于基因组学的方法使我们能够为未来的药物开发新策略。”设计工作确定了一种不寻常的肽。”
放线菌产生的生物活性成分构成了许多临床有用药物的基础，特别是抗生素和抗癌药物。自20 世纪40 年代以来，制药公司分析了许多常见的放线菌，看看它们可能产生什么。如今，医院和诊所使用的所有抗生素中约有三分之二来自放线菌。
但其中一些微生物（被称为稀有放线菌）已被编目，但迄今为止尚未得到广泛研究。
布洛杰特说，“稀有”的定义并不是一成不变的，但这些放线菌在自然界中往往比其他放线菌更难找到，而且它们的生长速度可能更慢。由于这些和其他原因，许多稀有放线菌尚未完全表征用于药物发现和生物技术。
布洛杰特说，在稀有的放线菌中，Lentzea flaviverrucosa 脱颖而出。 “它具有不寻常的生物学特性，编码不寻常的酶学，驱动不寻常的化学反应，所有这些都隐藏在一个很大程度上被忽视的细菌群中，”他说。
布洛杰特和他的合作者，包括夏威夷大学的共同通讯作者Shugeng Cao，发现这种罕见的放线菌产生的分子对某些类型的人类卵巢癌、纤维肉瘤、前列腺癌和白血病细胞系具有活性。
当科学家第一次发现Lentzea flaviverrucosa 时，他们开始寻找稀有的放线菌，其遗传特征表明它们可以制造哌嗪分子。布洛吉特说，这些分子含有一种不寻常的结构单元，这是潜在药物活性的标志。
但随着研究人员深入挖掘，他们发现了一些其他惊喜。 “从高水平来看，基因组的一个区域似乎能够产生两种不同的分子。这真的很奇怪，”布洛杰特说。 “通常我们认为一个基因簇，一组基因，就像是制造单一药物分子的蓝图。但似乎在这个单一簇内几乎有太多的化学预测。”
早期的线索被证明是准确的。结合现代代谢组学以及化学和结构生物学技术，布洛杰特和团队能够证明这种罕见的放线菌实际上从一组称为超基因簇的基因中产生两种不同的生物活性分子。超基因簇在生物学中很少见。这个特殊的超基因簇编码两个不同的分子，这些分子随后在非典型的化学反应中“焊接”在一起。
“大自然正在将两种不同的事物‘焊接’在一起，”布洛吉特说。 “而且，事实证明，对于几种不同的癌细胞系，当你将A 和B 粘在一起时，它会变得更有效。”
