Et dans ces habitats sont présumés être une richesse de produits naturels utiles pour leur potentiel pharmaceutique, thérapeutique et antimicrobien. Ce sont des sujets d’intérêt et d’étude intenses.
Mais la biodiversité est un descripteur qui correspond à plus de paramètres que les régions mégadivers que l’on trouve sous les tropiques. La province floristique de Californie, par exemple, où se trouve Isla Vista, s’étend de la Basse-Californie au sud de l’Oregon et abrite quelque 3 400 taxons de plantes endémiques.
Nous pouvons même aller plus local que cela, cependant. Regardez au sein d’animaux individuels — le genre que l’on peut trouver dans un zoo pour enfants, comme les moutons, les chèvres et les chevaux — et tout un monde de diversité microbienne s’ouvre. Considérez les microbiomes : la totalité du microbiote vivant sur et à l’intérieur des vertébrés.
”Nous savons qu’il existe des produits naturels qui nous fournissent des médicaments et des traitements de grande valeur provenant d’environnements vraiment exotiques », a déclaré Candice Swift, chercheuse au département de génie chimique de l’Université de Santa Barbara.
« Mais quelque chose d’aussi simple que le tube digestif d’une chèvre ou d’un mouton est en fait très complexe et un environnement vraiment intéressant à regarder We Nous avons en fait ces sources de diversité chimique d’origine microbienne qui sont à portée de main.”
Pour ne citer qu’un exemple, les chercheurs de l’UCSB du département de génie chimique, Michelle O’Malley et Swift, et leurs collaborateurs interuniversitaires ont travaillé dur pour scruter le microbiome intestinal des grands herbivores, cataloguant les gènes qui codent les enzymes biosynthétiques.
Pour les échantillons des chercheurs, ils ont utilisé des espèces représentatives des milliers d’espèces de champignons intestinaux que l’on trouve chez les grands herbivores. Quatre ont été sélectionnés, Anaeromyces robustus, Caecomyces churrovis, Neocallimastix californiae et Piromyces finnis, isolés de l’enrichissement de l’herbe des Canaries à partir des excréments de moutons et de chèvres du zoo de Santa Barbara et des excréments d’un cheval d’une ferme du Massachusetts.
À partir de là, les chercheurs ont effectué une série d’analyses omiques à quatre niveaux différents, en examinant le génome, l’ARNm, les protéines et les enzymes produites par les champignons et les petites molécules finales dérivées de ces sources.
« Il y a donc beaucoup de précédents dans la littérature sur les produits naturels. Les gens savent qu’il y a ces enzymes particulières qui fabriquent des petites molécules chimiquement diverses et intéressantes qui sont pertinentes sur le plan médical comme les antibiotiques ”, a déclaré Swift.
Les chercheurs ont décidé d’examiner l’ADN de ces espèces représentatives pour identifier la diversité enzymatique — et par conséquent le potentiel chimique — au sein des champignons.
Ensuite, les chercheurs ont examiné les gènes actifs à travers l’ARNm des espèces représentatives pour comprendre les autres biomolécules qui sont liées à la petite molécule finale. Swift a effectué des expériences de séquençage pour caractériser dans quelles conditions ces gènes au sein des champignons peuvent être exprimés.
Parallèlement à cela, les partenaires de Swift avec le Laboratoire de sciences moléculaires environnementales du Laboratoire national du Nord-Ouest du Pacifique ont caractérisé les protéines et les enzymes réelles de ces génomes afin de mieux comprendre ce qu’ils font.
Enfin, les petites molécules elles-mêmes ont été caractérisées.
« C’est une bonne idée d’étudier l’information biologique à ces quatre niveaux différents, car le niveau de complexité devient de plus en plus élevé à mesure que vous accédez à la petite molécule finale. [Si tout ce que nous avons, c’est cette soupe métabolique de petites molécules, il est beaucoup plus difficile de dire si cette petite molécule va être un polypeptide par rapport à un peptide non ribosomique, par exemple ”, a déclaré Swift.
Pendant ce temps, “au niveau de l’ADN, il est vraiment facile de distinguer les différents types d’enzymes qui composent ces petites molécules.”
Grâce à cette analyse, les chercheurs ont trouvé une foule de gènes (146 au total) qui codent pour des enzymes biosynthétiques et à leur tour des produits naturels.
Pour Swift, une telle découverte est particulièrement excitante car il s’agit d’un nouveau concept en général selon lequel ces animaux peuvent avoir des champignons anaérobies qui fabriquent des produits naturels. Selon Swift, leur recherche est la première du genre dans la littérature scientifique.
En fait, en général, les voies digestives des grands herbivores n’ont pas vraiment été étudiées dans le contexte du potentiel médicamenteux ou antibiotique depuis des décennies, selon Swift.
”Et il n’y a rien au niveau que nous avons fait où nous avons essentiellement démêlé l’ensemble du dépôt chimique de ces organismes et montré qu’il est très sous-apprécié dans le contexte des produits naturels », a déclaré Swift.