美國(guó)加州大學(xué)(University of California；UC)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表論文描述一種新型算法，能較之前所有研究多辨識(shí)出種類逾10倍的天然抗生素。
據(jù)報(bào)導(dǎo)，抗藥性已成為全球性的重大問(wèn)題。許多藥物，包括萬(wàn)不得已才使用的萬(wàn)古霉素(vancomycin)和達(dá)托霉素(daptomycin)等抗生素都是肽類天然物(Peptidic Natural Product；PNP)。事實(shí)上，許多抗菌劑和抗癌劑亦為PNP。
然而，無(wú)論在實(shí)驗(yàn)上和運(yùn)算上，發(fā)現(xiàn)新的PNP都是艱難的挑戰(zhàn)。UC研究團(tuán)隊(duì)于《Nature Microbiology》期刊上發(fā)表的論文中描述了一種新算法，能較之前所有研究辨識(shí)出多逾10倍的PNP。
加州大學(xué)圣地牙哥分校(University of California San Diego)計(jì)算機(jī)科學(xué)教授Pavel Pevzner為該論文的通訊作者，該論文共同作者為Pevzner之前的指導(dǎo)學(xué)生，現(xiàn)為卡內(nèi)基美隆大學(xué)(Carnegie Mellon University)的運(yùn)算生物系助理教授Hosein Mohimani。
PNP代表復(fù)雜化合物的最后堿基，而直到最近仍無(wú)法用運(yùn)算研究來(lái)發(fā)現(xiàn)。PNP是細(xì)菌和真菌在求生存的戰(zhàn)斗過(guò)程產(chǎn)生，因此具備成為天然抗生素的龐大潛力。隨著抗菌藥物的耐藥性成為全球關(guān)注焦點(diǎn)，藥物迫切需要新的抗生素，而發(fā)現(xiàn)天然抗生素的創(chuàng)新方法越來(lái)越重要。
該團(tuán)隊(duì)在研究中描述一種用于辨識(shí)PNP的新型運(yùn)算方法VarQuest。VarQuest可一次處理大量質(zhì)譜數(shù)據(jù)，因此可應(yīng)用于高通量的藥物開(kāi)發(fā)管道，如最近發(fā)表的Global Natural Products Social(GNPS)分子網(wǎng)絡(luò)。GNPS已包含全球收集的10億多個(gè)質(zhì)譜圖，是未來(lái)生物活性化合物的金礦。
與現(xiàn)有競(jìng)爭(zhēng)運(yùn)算法相比，VarQuest不僅能辨識(shí)已知的PNP，且能辨識(shí)其新型變體，而這些變體有時(shí)在臨床上更有效。對(duì)整個(gè)GNPS進(jìn)行的VarQuest分析找出比之前所有方法多逾10倍的PNP變體。
此外，VarQuest揭示了PNP的驚人多樣性，這可能反映了各種細(xì)菌物種對(duì)不斷變化的環(huán)境和競(jìng)爭(zhēng)的進(jìn)化適應(yīng)性，例如，肽抗生素變體庫(kù)的持續(xù)變化以響應(yīng)抗生素抗性。
Mohimani表示，天然物(natural product)領(lǐng)域的研究人員正在收集微生物菌株的大規(guī)模代謝組學(xué)數(shù)據(jù)，并改用大數(shù)據(jù)來(lái)發(fā)現(xiàn)天然物。VarQuest則為理解已在該領(lǐng)域收集到的大數(shù)據(jù)的第一步。
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