红曲之功能基因体研发

摘要

基因体研究为21世纪生物科技之主流,后基因体时代,利用基因体信息,探勘生物知识,进行系统化生物学研究成为趋势,而许多基因体陆续译码,在后续应用上,国际各大研发团体仍以开发新药、加速诊断为其主要标的.红曲的应用已有上千年的历史,其医疗功效在中国古籍早有记载,近代的研究显示红曲具有降胆固醇、降血压、降血脂、抑菌、抗癌、抗氧化、抗老化等多重功效.红曲所产生之胆固醇合成抑制剂、黄成红色素、真菌毒素等多种物质都属于polyketide产物,显示红曲蕴藏丰富的polyketide基因.Polyketide产物是药物开发宝库,许多抗生素、抗癌、抗排斥、降胆固醇等药物均为polyketide产物,此类产物的构造复杂且互不相关,但有共通之生合成途径,由一群polyketide生合成酵素系列反应生成.而这些酵素常以基因群(gene cluster)形式出现,显示可以基因操控来掌控polyketide产物之生合成,更可利用基因重组、调控、表现、组合化学、分子仿真等生物科技建构新型polyketide产物.本研究已成功的由红曲BAC基因库中筛选出多个polyketide生合成基因组,并陆续利用RT-PCR方式建构全长之cDNA选殖株.真菌的polyketide生合成基因显然较细菌复杂,真菌的转型系统更备受考验,本研究尝试建立红曲基因在红曲菌及其它微生物之转型方法,除探索这些基因的功能外,更希望能策略性表现这些基因.此外并着手分析建立红曲之代谢图谱,以利后续新型polyketide产物之发掘.以红曲polyketide基因群为基础,可拓展发掘其它真菌及其它微生物或环境遗传资源中之polyketide基因,建立其生合成相关信息,并可借着基因工程、药物化学等各项技术的整合,循理化构筑有功效之新型polyketide产物.