基因组挖掘在天然产物发现中的应用和前景

杨谦，程伯涛，汤志军，刘文，2

（1 中国科学院上海有机化学研究所，生命有机化学国家重点实验室，上海 200032；2 中国科学院上海有机化学研究所，湖州生物制造中心，浙江 湖州 313000）

自然界作为活性天然产物的重要来源孕育了数以万计的生命有机体。在过去的几十年里，绝大多数抗癌、抗感染和抗菌药物都源于生命体所产生的天然产物及其衍生物，如青霉素、洛伐他汀、紫杉醇［1-2］。其中，许多来源于土壤、海洋及特殊环境的微生物由于能够产生一系列活性显著且具有成药潜力的天然产物而备受关注，这些化合物的发现也为新药创制开辟了新的思路。然而，人类疾病谱的变化以及多药耐药等一系列问题的出现，使得开发新的药物成为人类健康的迫切需求。基于活性导向药物发现的方法虽然可以从植物、动物及微生物中分离获得具有生物活性的小分子，但是这些筛选方法不仅耗时耗力，而且不能避免重复性、盲目性以及低效率等弊端。

基因组时代的到来为我们提供了来源于不同有机体数以万计的DNA（deoxyribo nucleic acid，脱氧核糖核酸）序列，这些数据不仅能够为生物学各个分支学科提供丰富的物质基础，同时也为天然药物的发现带来了新的曙光。基因组数据不仅可以用来识别潜在的药物靶标［3］，还能用于寻找先前被忽视的次级代谢产物的生物合成途径［4］，定向发现新的天然产物药物。每一个旨在预测生理或代谢特性的生物信息学研究都可以被认为是基因组挖掘（genome mining）。……