How algae turn tides toxic Algal blooms can devastate marine mammal communities through the production of neurotoxins that accumulate within the food web. Brunson et al. identified a cluster of genes associated with biosynthesis of the neurotoxin domoic acid in a marine diatom (see the Perspective by Pohnert et al.). In vitro experiments established a series of enzymes that create the core structure of the toxin. Knowledge of the genes involved in domoic acid production will allow for genetic monitoring of algal blooms and aid in identifying conditions that trigger toxin production. Science, this issue p. 1356; see also p. 1308 Marine algae cluster genes involved in production of a toxin that causes neurological disorders. Oceanic harmful algal blooms of Pseudo-nitzschia diatoms produce the potent mammalian neurotoxin domoic acid (DA). Despite decades of research, the molecular basis for its biosynthesis is not known. By using growth conditions known to induce DA production in Pseudo-nitzschia multiseries, we implemented transcriptome sequencing in order to identify DA biosynthesis genes that colocalize in a genomic four-gene cluster. We biochemically investigated the recombinant DA biosynthetic enzymes and linked their mechanisms to the construction of DA’s diagnostic pyrrolidine skeleton, establishing a model for DA biosynthesis. Knowledge of the genetic basis for toxin production provides an orthogonal approach to bloom monitoring and enables study of environmental factors that drive oceanic DA production.

中文翻译：

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成花硅藻中神经毒素软骨藻酸的生物合成

藻类如何扭转有毒有害藻华可以通过产生积累在食物网中的神经毒素来破坏海洋哺乳动物群落。布伦森等人。鉴定了与海洋硅藻中神经毒素软骨藻酸的生物合成相关的一组基因（参见 Pohnert 等人的观点）。体外实验建立了一系列产生毒素核心结构的酶。了解软骨藻酸生产所涉及的基因将有助于对藻类大量繁殖进行基因监测，并有助于确定引发毒素产生的条件。科学，这个问题 p。1356; 另见第。1308 海藻簇基因参与产生导致神经系统疾病的毒素。Pseudo-nitzschia 硅藻的海洋有害藻华会产生强效的哺乳动物神经毒素软骨藻酸 (DA)。尽管进行了数十年的研究，但其生物合成的分子基础尚不清楚。通过使用已知可在 Pseudo-nitzschia 多系列中诱导 DA 产生的生长条件，我们实施了转录组测序，以鉴定共定位于基因组四基因簇中的 DA 生物合成基因。我们对重组 DA 生物合成酶进行了生化研究，并将其机制与 DA 诊断吡咯烷骨架的构建联系起来，建立了 DA 生物合成模型。毒素产生的遗传基础知识为水华监测提供了一种正交方法，并能够研究驱动海洋 DA 产生的环境因素。我们实施转录组测序以鉴定共定位在基因组四基因簇中的 DA 生物合成基因。我们对重组 DA 生物合成酶进行了生化研究，并将其机制与 DA 诊断吡咯烷骨架的构建联系起来，建立了 DA 生物合成模型。毒素产生的遗传基础知识为水华监测提供了一种正交方法，并能够研究驱动海洋 DA 产生的环境因素。我们实施转录组测序以鉴定共定位在基因组四基因簇中的 DA 生物合成基因。我们对重组 DA 生物合成酶进行了生化研究，并将其机制与 DA 诊断吡咯烷骨架的构建联系起来，建立了 DA 生物合成模型。毒素产生的遗传基础知识为水华监测提供了一种正交方法，并能够研究驱动海洋 DA 产生的环境因素。