Entschlüsselung chemischer Mediatoren zur Regulierung des spezialisierten Stoffwechsels in einem symbiotischen Cyanobakterium

Abstract

Cyanobakterielle Genome weisen eine Vielzahl unbekannter Biosynthesewege für komplexe Naturstoffe auf, allerdings sind die Besonderheiten, die die Entdeckung und Nutzung unbekannter Stoffwechselwege einschränken, nicht hinreichend verstanden. Hier beschreiben wir die Entdeckung zweier von der Zelldichte abhängiger chemischer Mediatoren, Nostoclid und Nostovalerolacton, welche im symbiotischen Modellstamm Nostoc punctiforme vorkommen und demonstrieren ihren ausgeprägten Einfluss auf die Regulation des spezialisierten Stoffwechsels. Mithilfe von Transkriptions‐, Bioinformatik‐ und Markierungsstudien konnten wir die Biosynthese der beiden Polyketid‐Mediatoren zwei benachbarten biosynthetischen Genclustern zuordnen. Unsere Ergebnisse geben einen Einblick in die Produktionsmechanismen spezialisierter Metabolite und liefern wertvolle Erkenntnisse für das Genomic Mining und die Hochtiter‐Produktion von cyanobakteriellen bioaktiven Substanzen.