Journal of Mazandaran University of Medical Sciences

fa اکتینوباکترهای اندوفیت: منابع نوظهور متابولیت‌های زیست ‌فعال با پتانسیل درمانی Endophytic Actinobacteria: Emerging Sources of Bioactive Metabolites with Therapeutic Potential فارماکوگنوزی(تهیه دارو از منابع طبیعی) Pharmacognosy مروری Review اکتینو باکتریای اندوفیت که به صورت همزیستی در بافت‌های داخلی گیاهان زندگی می‌کنند، امروزه به‌عنوان تولیدکنندگان ارزشمند متابولیت‌های ثانویه با ساختار متنوع، از جمله پلی‌کتیدها، ترپنوئیدها، آلکالوئیدها و پپتیدها شناخته می‌شوند که دارای فعالیت‌هایی از اثرات ضد میکروبی و ضد سرطانی قوی تا افزایش رشد گیاه می‌باشند. در این مطالعه مروری جامع، یافته‌های بیش از دو دهه پژوهش در زمینه تنوع گونه‌ای، نقش‌های بوم‌شناختی و ظرفیت‌های بیوسنتزی این میکروارگانیسم‌ها را شرح داده شد. یافته‌های مطالعه حاضر ساختار ۱۱۱ متابولیت متمایز جدا شده از اکتینوباکترهای اندوفیت را گزارش می دهد که بسیاری از این ترکیبات علیه پاتوژن‌های مقاوم به چند دارو یا مسیرهای کلیدی بیماری، مؤثر بوده و یا دارای فعالیت‌های قوی ضدباکتری، ضدقارچ، ضدسرطان، ضد مالاریا، ضدالتهاب و محرک رشد گیاه هستند. در میان این ترکیبات، پلی‌کیتیدها به‌عنوان کلاس غالب ظاهر شدند که نشان‌‌دهنده فراوانی و انعطاف‌پذیری خوشه‌های ژنی سنتز کننده پلی‌کتیدها و مسیرهای بیوسنتزی پیچیده شکل‌ گرفته در اثر تعاملات نزدیک میزبان با میکروب و سازگاری‌های بوم‌شناختی و توان بالای این باکتری‌ها در تولید مواد پیچیده شیمیایی هستند. در این مطالعه، پیشرفت‌های اخیر در روش‌های جداسازی و کشت، تحلیل ژنومی خوشه‌های ژنی بیوسنتزی و مهندسی مسیرهای بیوسنتزی امکان کشف ترکیبات جدید و فعال‌سازی ژن‌های خاموش این میکروارگانیسم‌ها را مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت، این مقاله ضمن اشاره به چالش‌ها همچون قابلیت کشت پایین بسیاری از سویه‌ها، اختصاصیت میزبان، مکانیزم‌های تنظیمی بیوسنتز و قابلیت مقیاس‌پذیری ترکیبات، نقشه‌راهی برای بهره‌برداری هدفمند از این میکروارگانیسم‌ها ارائه می‌کند که بر پایه ادغام فناوری‌های اُمیک، زیست‌شناسی سنتزی و دانش بوم‌شناسی، می‌تواند به کشف و تولید نسل جدید داروها منجر شود.   Endophytic actinobacteria, which establish symbiotic relationships within plant tissues, are now recognized as prolific producers of structurally diverse secondary metabolites, including polyketides, terpenoids, alkaloids, and peptides, with activities ranging from potent antimicrobial and anticancer effects to plant growth promotion. In this comprehensive review, we present an integrative synthesis of over two decades of research, describing the taxonomic diversity, ecological significance, and biosynthetic capabilities of these microorganisms. Our findings consolidate reports of 111 distinct metabolites isolated from endophytic actinobacteria, many of which exhibit strong activity against multidrug-resistant (MDR) pathogens or modulate critical disease pathways or display potent antibacterial, antifungal, anticancer, antimalarial, anti-inflammatory, and plant growth-promoting activities. Among these substances, polyketides emerged as the predominant class, reflecting the versatility and complexity of biosynthetic gene cluster (BGC) networks associated with the production of these compounds in endophytic actinobacteria, shaped by intimate host–microbe interactions and ecological adaptations, which indicates the high capability of these bacteria in the production of compounds with sophisticated chemical structures. We also discuss recent advances in isolation strategies, cultivation approaches, genome mining, and co-cultivation techniques, and pathway engineering that have enabled the activation of silent biosynthetic gene clusters and the expansion of chemical space accessible from these microorganisms. Finally, this study not only addresses key challenges, including low culturability of many strains, host specificity, silent biosynthetic gene clusters, and scalability issues, but also explores a cutting-edge roadmap that integrates multi-omics, synthetic biology, ecological perspectives, and metabolic engineering for pathway activation and yield optimization to accelerate the translation of these natural products into next-generation therapeutics. اکتینوباکترهای اندوفیت, متابولیت‌های ثانویه, پلی‌کیتیدها, ترپنوئیدها, معدن‌کاوی ژنوم, مقاومت ضد میکروبی, کشف دارو Endophytic actinobacteria, secondary metabolites, polyketides, terpenoids, genome mining, antimicrobial resistance, drug discovery 146 169 http://jmums.mazums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-12142-3&slc_lang=fa&sid=1 Mahdi Morshedi Yekta مهدی مرشدی یکتا mahdi.morshediyekta78@gmail.comgmail.com 1003194753284600184383 1003194753284600184383 No Student Research Committee, Kermanshah University of Medical Sciences, Kermanshah, Iran. کمیته تحقیقات دانشجویی، دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران Yadollah Bahrami یداله بهرامی yadollah.bahrami@kums.ac.ir 1003194753284600184384 1003194753284600184384 Yes Associate Professor, Department of Medical Biotechnology, Faculty of Medicine, Kermanshah University of Medical Sciences, Kermanshah, Iran دانشیار، گروه بیوتکنولوژی پزشکی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران Fatemeh Maleki فاطمه ملکی texteditor356@gmail.com 1003194753284600184385 1003194753284600184385 No Doctor in Pharmacy, Department of Pharmacognosy and pharmaceutical Biotechnology, Faculty of pharmacy, Kermanshah University of Medical Sciences, Kermanshah, Iran دکترای داروسازی، دانشکده داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران Elham Kakaie الهام کاکایی ekakaie_2007@yahoo.com 1003194753284600184386 1003194753284600184386 No BSc in Nursing, Department of Medical Biotechnology, Faculty of Medicine, Kermanshah University of Medical Sciences, Kermanshah, Iran کارشناس پرستاری، گروه بیوتکنولوژی پزشکی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران