A ubiquitous <i>Streptomyces</i> biosynthetic megacluster encodes an arsenal of synergistic biotin-targeting antibiotics
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The rise of multidrug-resistant pathogens underscores the urgent need for antibiotics that act through new targets and mechanisms. Biotin metabolism, essential in most bacteria, remains underexploited therapeutically. Here, we uncover a highly conserved, co-located biosynthetic megacluster in Streptomyces , a striking “cluster of clusters”, that encodes four distinct natural product families: acidomycin, stravidins, dapamycins, and α-methyl-KAPA, and is flanked by genes that encode streptavidin, a high-affinity biotin-binding protein. Remarkably, all molecules target different steps in bacterial biotin metabolism, revealing a multi-pronged natural strategy for biotin starvation. This arrangement of four functionally convergent biosynthetic gene clusters at a single genomic locus is without precedent. Even more surprisingly, we find that this anti-biotin megacluster is widespread across Streptomyces bacteria, suggesting a deeply conserved evolutionary solution to microbial competition. Mechanistically, the compounds inhibit biotin biosynthesis through enzyme blockade, prodrug activation, covalent cofactor mimicry, and biotin sequestration via co-expressed streptavidin. Stravidin S2 and α-methyl-KAPA are effective in a murine model of multidrug-resistant E. coli infection. These findings expose a coordinated biosynthetic logic in microbial secondary metabolites and point to higher-order biosynthetic architectures as promising reservoirs of antibiotic innovation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».