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Jens Frisvad 博士

好的、坏的和神秘的


安捷伦助力代谢组学和药物发现初期阶段的研究

丹麦科技大学的 Jens Frisvad 教授和他的同事正在努力寻找小奇迹。

通过对藻类、细菌,尤其是真菌进行生物学分析,他们相信能够揭开这些微生物产生的代谢物、酶和生物活性蛋白质的奥秘。

其中一些物质可能有毒,这很糟糕,但其中也可能有好的方面。

Frisvad 说:“我们对避免这些毒素生产者引起的问题非常感兴趣。我们也对从这些生物体中发现新的奇妙的抗生素或其他药物很感兴趣。”

为此,Frisvad 与同行科学家 Thomas Larsen 和 Christopher Phippen 正在使用一系列安捷伦仪器和软件解决方案开展研究。

他们最近在解决的一个具体问题是一种能杀死鱼类的藻类毒素,这种毒素一直困扰着养殖渔民并使科学家感到困惑。

微生物化学教授 Larsen 说:“我们看到丹麦和世界各地的鱼类养殖都在增加,因此对许多国家/地区水域周围的微藻类水华现象的了解变得越来越重要。我们现在已经掌握了一种新的化合物,并且基本上解释了为什么人们在过去 20 年中无法理解水华的本质。”

Larsen 指出,该团队能够使用安捷伦的质谱仪软件来表征质量数仅为 2000 道尔顿的毒素的复杂同位素模式。

“通过化学分析或基因分型,我们可以建立早期预警系统,”他说道,“因此,如果你在海边洞穴养殖了很多鱼类,当水华即将爆发时,你可以及时捕鱼,以免它们死亡。”

该团队研究的另一个关键方面是食品安全。例如,他们正在利用其不断丰富的分类学知识来预测甚至防止食品中真菌毒素的产生。

Frisvad 说:“多年来,这已经成为我们工作的重要组成部分,并且我们在使用安捷伦的新仪器后,发现了很多有趣的结果。我们之前不知道真菌会产生非常有趣的真菌毒素。现在,我们正在研究新型真菌毒素(那些在接下来可能纳入必须监测范畴的毒素),确保我们的食品和饲料是健康的。”

Frisvad 指出,世界上大约 25% 的食品供应由于污染或腐败而被丢弃或烧毁。

他说:“未来,当我们需要养活更多人时,如果能够挽回部分这些食品和饲料,那将会非常棒。”

然而,该团队研究中最激动人心的方面,也许是早期药物发现和基因工程的巨大潜力。

最近,团队中的每位成员都参与了曲霉属和青霉属的基因组测序。他们发现了一些隐藏或沉默的基因簇 — 在一种特定的青霉菌中多达 62 个。

Frisvad 说:“这代表了未来的巨大潜力,因为在所有这些基因簇中,我们可能会找到一种可以对抗癌症或阿尔茨海默病或其他疾病的新药。然后,我们将采取一些技巧来帮助那些真菌产生它们通常不会产生的化合物。”

负责该团队代谢组学平台的 Christopher Phippen 对这些可能性尤为兴奋。

“借助基因工程领域的所有最新进展,我们可以使这些生物产生更多的此类化合物,或者找出我们不知道但它们正在产生的化合物,或者可能对它们进行设计以生产不同但相关的化合物。通过将生物信息学、基因工程和化学分析相结合,我们将能够更加可预测且更快速地生产出重要的化合物。”

那么,您如何知道获得的一种化合物是否可以帮助那些患有疾病(例如中枢神经系统疾病)的人呢?

斑马鱼幼体。

Thomas Larsen 解释道:“你可以诱导中风,然后引入我们的一种真菌化合物,观察能否减少这种幼体的抽搐。它的移动方式(移动模式)可以表明你是否命中了大脑中的某种受体。它可以很好地说明给定的真菌化合物是否可能成为 CNS(中枢神经系统)药物。”

这项检测是与比利时鲁汶大学的研究人员合作完成的。他们已经得到一种共同拥有专利的化合物,该化合物经过进一步测试后,可能会由此创建一家衍生公司(并非他们的第一家公司)。

该研究团队会如此兴奋就不足为奇了。

仅限研究使用。不可用于诊断目的。

Jens Frisvad 教授,博士

生物技术与生物医学系
丹麦科技大学
丹麦孔恩斯灵比

代表性出版物

Global analysis of biosynthetic gene clusters reveals vast potential of secondary metabolite production in Penicillium species.
Nielsen JC, Grijseels S, Prigent S, Ji B, Dainat J, Nielsen KF, Frisvad JC, Workman M, Nielsen J.
Nat Microbiol. 2017 Apr 3;2:17044. doi: 10.1038/nmicrobiol.2017.44.

A Dereplication and Bioguided Discovery Approach to Reveal New Compounds from a Marine-Derived Fungus Stilbella fimetaria.
Kildgaard S, Subko K, Phillips E, Goidts V, de la Cruz M, Díaz C, Gotfredsen CH, Andersen B, Frisvad JC, Nielsen KF, Larsen TO.
Mar Drugs. 2017 Aug 13;15(8). pii: E253. doi: 10.3390/md15080253

Identification of a Classical Mutant in the Industrial Host Aspergillus niger by Systems Genetics: LaeA Is Required for Citric Acid Production and Regulates the Formation of Some Secondary Metabolites.
Niu J, Arentshorst M, Nair PD, Dai Z, Baker SE, Frisvad JC, Nielsen KF, Punt PJ, Ram AF.
G3 (Bethesda). 2015 Nov 13;6(1):193-204. doi: 10.1534/g3.115.024067

Extrolites of Aspergillus fumigatus and Other Pathogenic Species in Aspergillus Section Fumigati.
Frisvad JC, Larsen TO.
Front Microbiol. 2016 Jan 7;6:1485. doi: 10.3389/fmicb.2015.01485.

Penicillium arizonense, a new, genome sequenced fungal species, reveals a high chemical diversity in secreted metabolites.
Grijseels S, Nielsen JC, Randelovic M, Nielsen J, Nielsen KF, Workman M, Frisvad JC.
Sci Rep. 2016 Oct 14;6:35112. doi: 10.1038/srep35112.

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