2026 Vol. 32 No.1 PP 100-104
https://doi.org/10.33451/florafauna.v32i1pp100-104
Genome Mining of Actinomycete Secondary Metabolism Across Biodiversity Hotspots:
Tools , Trends and Bioprospecting Insights : A Review
*Sristy Sonar, Tiisungna Helena, Wng Julyni, Olivia Angom, Rushika Ngashepam,
Sanatombi Konsam and Laishram Bandana
Department of Biochemistry,
Manipur University, Indo-Myanmar Road,
MANIPUR- 795003, INDIA
*Corresponding Author
*Corresponding Author
E-mail : sristysonar25@gmail.com
ABSTRACT
Actinomycetes are outstanding generators of natural products crucial for medicine, but significant portions of their
biosynthetic repertoire—particularly those in biodiversity hotspots rich with ecological and evolutionary distinctiveness—remain
largely unexploited. This review promotes genome mining of actinomycetes from these locales, emphasizing how modern highresolution
sequencing allows for organized revelation of latent secondary-metabolite gene clusters. It commences with a
classification of the chief BGC types that fuel actinomycete biochemistry, including NRPS, PKS, RiPPs, and terpenes, accentuating
their modular configurations and chemical heterogeneity. Following this, it reviews the bioinformatics arsenal: antiSMASH for
BGC localization, BiG-SCAPE for clustering networks, MIBiG for benchmark clusters, and metabolite repositories that support
dereplication and cataloging. Biogeographic findings from extensive analyses are then presented, showing that strains from
hotspots exhibit specialized BGC inventories, with increased hybrid NRPS-PKS constructs and innovative RiPP categories
molded by unique environmental dynamics. The review closes by exploring techniques to pair BGCs with their outputs, delineating
evidence hierarchies from genetic alterations and heterologous setups to metabolomics profiling and genomic associations,
while highlighting obstacles such as dormant clusters, overlapping pathways, and erroneous spectral alignments. Fusing strategic
ecological collection, refined bioinformatics, and multi-omics authentication, it delineates a plan for capturing actinomycete
biosynthetic novelty in hotspots to deliver groundbreaking drugs and bioindustrial molecules.
सारांश
एक्टिनोमाइसेट्स प्राकृतिक उत्पादों के उत्कृष्ट उत्पादक हैं जो चिकित्सा के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण हैं, परंतु उनकी जैवसंश्लेषण क्षमता का एक बड़ा भाग — विशेष रूप से जैव विविधता के उन केंद्रों (Hotspots) में जो पारिस्थितिक एवं विकासवादी विशिष्टता से परिपूर्ण हैं — अभी तक काफी हद तक अनुपयोगी बना हुआ है। यह समीक्षा इन्हीं स्थानों से प्राप्त एक्टिनोमाइसेट्स के जीनोम माइनिंग को बढ़ावा देती है और इस बात पर बल देती है कि आधुनिक उच्च-विभेदन अनुक्रमण (High-Resolution Sequencing) किस प्रकार द्वितीयक-मेटाबोलाइट जीन क्लस्टरों के सुव्यवस्थित अन्वेषण को संभव बनाता है।
यह समीक्षा सर्वप्रथम प्रमुख BGC (Biosynthetic Gene Cluster) प्रकारों के वर्गीकरण से आरंभ होती है जो एक्टिनोमाइसेट्स की जैव रसायन को संचालित करते हैं — इनमें NRPS, PKS, RiPPs और टर्पेन शामिल हैं — तथा उनकी मॉड्यूलर संरचनाओं और रासायनिक विविधता पर विशेष ध्यान दिया गया है।
इसके पश्चात, बायोइन्फॉर्मेटिक्स उपकरणों की समीक्षा की गई है: BGC स्थानीयकरण के लिए antiSMASH, क्लस्टरिंग नेटवर्क के लिए BiG-SCAPE, संदर्भ क्लस्टरों के लिए MIBiG, और डीरेप्लिकेशन एवं सूचीकरण में सहायक मेटाबोलाइट भंडार।
इसके बाद व्यापक विश्लेषणों से प्राप्त जैव-भौगोलिक निष्कर्ष प्रस्तुत किए गए हैं, जो दर्शाते हैं कि जैव विविधता हॉटस्पॉट के स्ट्रेन विशिष्ट BGC संरचनाएँ प्रदर्शित करते हैं — जिनमें हाइब्रिड NRPS-PKS निर्माण की अधिकता और अनूठी पर्यावरणीय गतिशीलता द्वारा निर्मित नवीन RiPP श्रेणियाँ सम्मिलित हैं।
समीक्षा का समापन BGC को उनके उत्पादों से जोड़ने की तकनीकों की खोज के साथ होता है। इसमें साक्ष्य पदानुक्रमों को रेखांकित किया गया है — जो आनुवंशिक परिवर्तनों और हेटेरोलॉगस अभिव्यक्ति प्रणालियों से लेकर मेटाबोलॉमिक्स प्रोफाइलिंग और जीनोमिक सहसंबंधों तक विस्तृत हैं — साथ ही निष्क्रिय क्लस्टरों, अतिव्यापी मार्गों और त्रुटिपूर्ण स्पेक्ट्रल संरेखण जैसी बाधाओं को भी उजागर किया गया है।
रणनीतिक पारिस्थितिक संग्रह, परिष्कृत बायोइन्फॉर्मेटिक्स और मल्टी-ओमिक्स प्रमाणीकरण को एकीकृत करते हुए, यह समीक्षा हॉटस्पॉट क्षेत्रों में एक्टिनोमाइसेट्स की जैवसंश्लेषण नवीनता को समाहित करने की एक योजना प्रस्तुत करती है — जिसका लक्ष्य क्रांतिकारी औषधियों और जैव-औद्योगिक अणुओं की खोज करना है।
KEY WORDS :Actinomycetes, Biodiversity Hotspots, Biosynthetic gene clusters, Computational tools, Genome mining.