Cited by 66Microbial Natural Products and BiosynthesisMicrobial Metabolic Engineering and BioproductionBiocrusts and Microbial Ecology

Harnessing the potential: Advances in cyanobacterial natural product research and biotechnology

Open access
Baunach, Martin, Guljamow, Arthur, Miguel-Gordo, María, Dittmann, Elke·2024·Natural Product Reports

Abstract

Covering: 2000 to 2023Cyanobacteria produce a variety of bioactive natural products that can pose a threat to humans and animals as environmental toxins, but also have potential for or inspire pharmaceutical use. As oxygenic phototrophs, cyanobacteria furthermore hold great promise for sustainable biotechnology. Yet, the necessary tools for exploiting their biotechnological potential have so far been established only for a few model strains of cyanobacteria, while large untapped biosynthetic resources are hidden in slow-growing cyanobacterial genera that are difficult to access by genetic techniques. In recent years, several approaches have been developed to circumvent the bottlenecks in cyanobacterial natural product research. Here, we summarize current progress that has been made in unlocking or characterizing cryptic metabolic pathways using integrated omics techniques, orphan gene cluster activation, use of genetic approaches in original producers, heterologous expression and chemo-enzymatic techniques. We are mainly highlighting genomic mining concepts and strategies towards high-titer production of cyanobacterial natural products from the last 10 years and discuss the need for further research developments in this field.

The claims and statistics of this paper haven’t been checked yet.

Run the check — free, no account needed. It reads the open-access text and checks the sources it cites.

A few free checks a day · papers already verified open instantly · results are public

Integrity signals

Registry

Crossref · 10.1039/d3np00045a

Cites

158 of 158 references verified0 citation errors · 0 not checkable

Statistics

Claims the paper makes

The claims and statistics of this paper haven’t been checked yet.

Run the check — free, no account needed. It reads the open-access text and checks the sources it cites.

A few free checks a day · papers already verified open instantly · results are public

Claims other papers make about this one

Each is checked against this paper’s own text: does it say what the citing paper says it does?

  • Introduction of complex heterologous metabolic pathways can elevate cellular metabolic demands, potentially exacerbating growth restrictions and further reducing overall productivity.

    “Additionally, the introduction of complex heterologous metabolic pathways can elevate cellular metabolic demands, potentially exacerbating growth restrictions and further reducing overall productivity [198].”

    From Cyanobacteria as a Photosynthetic Chassis for Metabolic Pathway Engineering with Heterologous Gene Expression (2026) · cites this paper as [198]

    Section 8 (page unavailable) says heterologous biosynthetic pathways can require additional substrates, cofactors, and host engineering, supporting the claim that they place demands on a host cell. Section 3 discusses growth bottlenecks, but does not link them to introducing heterologous pathways or say that such pathways further reduce growth and overall productivity. (LLM, conf=0.78)

    Experimental — accuracy not yet measured

Self-check

Percentages, sums and reported differences re-computed from the paper’s own numbers.

The self-check needs the paper’s full text.

Cites

Flagged first, then by citations

Research works printed but not linked: 151

  1. P. Sanchez-Baracaldo, G. Bianchini, J. D. Wilson and A. H. Knoll, Trends Microbiol., 2022, 30, 143-157.
  2. E. Dittmann, D. P. Fewer and B. A. Neilan, FEMS Microbiol. Rev., 2013, 37, 23-43.
  3. K. Harada, M. Suzuki, A. M. Dahlem, V. R. Beasley, W. W. Carmichael and K. L. Rinehart Jr, Toxicon, 1988, 26, 433-439.
  4. J. Huisman, G. A. Codd, H. W. Paerl, B. W. Ibelings, J. M. H. Verspagen and P. M. Visser, Nat. Rev. Microbiol., 2018, 16, 471-483.
  5. P. Rzymski and B. Poniedzialek, Postepy Dermatol. Alergol., 2012, 29, 47-50.
  6. R. E. Moore, J. Ind. Microbiol., 1996, 16, 134-143.
  7. P. Hrouzek, P. Tomek, A. Lukesova, J. Urban, L. Voloshko, B. Pushparaj, S. Ventura, J. Lukavsky, D. Stys and J. Kopecky, Environ. Toxicol., 2011, 26, 345-358.
  8. A. Liaimer, J. B. Jensen and E. Dittmann, Front. Microbiol., 2016, 7, 1693.
  9. J. C. Kehr, D. Gatte Picchi and E. Dittmann, Beilstein J. Org. Chem., 2011, 7, 1622-1635.
  10. K. Kleigrewe, L. Gerwick, D. H. Sherman and W. H. Gerwick, Nat. Prod. Rep., 2016, 33, 348-364.
  11. P. M. D'Agostino, Nat. Prod. Rep., 2023, 40, 1701-1717.
  12. J. Demay, C. Bernard, A. Reinhardt and B. Marie, Mar. Drugs, 2019, 17, 320.
  13. M. Schwark, J. A. Martinez Yerena, K. Rohrborn, P. Hrouzek, P. Divoka, L. Stenclova, K. Delawska, H. Enke, C. Vorreiter, F. Wiley, W. Sippl, R. Sobotka, S. Saha, S. B. Wilde, J. Mares and T. H. J. Niedermeyer, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2023, 120, e2219230120.
  14. R. M. Hohlman and D. H. Sherman, Nat. Prod. Rep., 2021, 38, 1567-1588.
  15. P. M. Shih, D. Wu, A. Lati, S. D. Axen, D. P. Fewer, E. Talla, A. Calteau, F. Cai, N. Tandeau de Marsac, R. Rippka, M. Herdman, K. Sivonen, T. Coursin, T. Laurent, L. Goodwin, M. Nolan, K. W. Davenport, C. S. Han, E. M. Rubin, J. A. Eisen, T. Woyke, M. Gugger and C. A. Kerfeld, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2013, 110, 1053-1058.
  16. A. Calteau, D. P. Fewer, A. Lati, T. Coursin, T. Laurent, J. Jokela, C. A. Kerfeld, K. Sivonen, J. Piel and M. Gugger, BMC Genomics, 2014, 15, 977.
  17. E. Dittmann, M. Gugger, K. Sivonen and D. P. Fewer, Trends Microbiol., 2015, 23, 642-652.
  18. A. Hitchcock, C. N. Hunter and D. P. Canniffe, Microb. Biotechnol., 2020, 13, 363-367.
  19. C. J. Knoot, J. Ungerer, P. P. Wangikar and H. B. Pakrasi, J. Biol. Chem., 2018, 293, 5044-5052.
  20. T. T. Selao, J. Exp. Bot., 2022, 73, 3057-3071.
  21. M. Y. Chen, W. K. Teng, L. Zhao, C. X. Hu, Y. K. Zhou, B. P. Han, L. R. Song and W. S. Shu, ISME J., 2021, 15, 211-227.
  22. K. Blin, S. Shaw, H. E. Augustijn, Z. L. Reitz, F. Biermann, M. Alanjary, A. Fetter, B. R. Terlouw, W. W. Metcalf, E. J. N. Helfrich, G. P. van Wezel, M. H. Medema and T. Weber, Nucleic Acids Res., 2023, 51, W46-W50.
  23. A. Gavriilidou, S. A. Kautsar, N. Zaburannyi, D. Krug, R. Muller, M. H. Medema and N. Ziemert, Nat. Microbiol., 2022, 7, 726-735.
  24. J. A. van Santen, E. F. Poynton, D. Iskakova, E. McMann, T. A. Alsup, T. N. Clark, C. H. Fergusson, D. P. Fewer, A. H. Hughes, C. A. McCadden, J. Parra, S. Soldatou, J. D. Rudolf, E. M. Janssen, K. R. Duncan and R. G. Linington, Nucleic Acids Res., 2022, 50, D1317-D1323.
  25. D. H. Parks, M. Chuvochina, D. W. Waite, C. Rinke, A. Skarshewski, P. A. Chaumeil and P. Hugenholtz, Nat. Biotechnol., 2018, 36, 996-1004.
  26. B. R. Terlouw, K. Blin, J. C. Navarro-Munoz, N. E. Avalon, M. G. Chevrette, S. Egbert, S. Lee, D. Meijer, M. J. J. Recchia, Z. L. Reitz, J. A. van Santen, N. Selem- Mojica, T. Torring, L. Zaroubi, M. Alanjary, G. Aleti, C. Aguilar, S. A. A. Al-Salihi, H. E. Augustijn, J. A. Avelar- Rivas, L. A. Avitia-Dominguez, F. Barona-Gomez, J. Bernaldo-Aguero, V. A. Bielinski, F. Biermann, T. J. Booth, V. J. Carrion Bravo, R. Castelo-Branco, F. O. Chagas, P. Cruz-Morales, C. Du, K. R. Duncan, A. Gavriilidou, D. Gayrard, K. Gutierrez-Garcia, K. Haslinger, E. J. N. Helfrich, J. J. J. van der Hoo, A. P. Jati, E. Kalkreuter, N. Kalyvas, K. B. Kang, S. Kautsar, W. Kim, A. M. Kunjapur, Y. X. Li, G. M. Lin, C. Loureiro, J. J. R. Louwen, N. L. L. Louwen, G. Lund, J. Parra, B. Philmus, B. Pourmohsenin, L. J. U. Pronk, A. Rego, D. A. B. Rex, S. Robinson, L. R. Rosas-Becerra, E. T. Roxborough, M. A. Schorn, D. J. Scobie, K. S. Singh, N. Sokolova, X. Tang, D. Udwary, A. Vigneshwari, K. Vind, S. Vromans, V. Waschulin, S. E. Williams, J. M. Winter, T. E. Witte, H. Xie, D. Yang, J. Yu, M. Zdouc, Z. Zhong, J. Collemare, R. G. Linington, T. Weber and M. H. Medema, Nucleic Acids Res., 2023, 51, D603-D610.
  27. O. Strunecky, A. P. Ivanova and J. Mares, J. Phycol., 2023, 59, 12-51.
  28. P. Rajaniemi, P. Hrouzek, K. Kastovska, R. Willame, A. Rantala, L. Hoffmann, J. Komarek and K. Sivonen, Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2005, 55, 11-26.
  29. J. Osterholm, R. V. Popin, D. P. Fewer and K. Sivonen, Toxins, 2020, 12, 248.
  30. N. Engene, E. C. Rottacker, J. Kastovsky, T. Byrum, H. Choi, M. H. Ellisman, J. Komarek and W. H. Gerwick, Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2012, 62, 1171-1178.
  31. A. E. Tronholm and N. Engene, Not. algarum, 2019, 122, 1-2.
  32. S. Suda, M. M. Watanabe, S. Otsuka, A. Mahakahant, W. Yongmanitchai, N. Nopartnaraporn, Y. Liu and J. G. Day, Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2002, 52, 1577-1595.
  33. A. Oren, Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2011, 61, 10-15.
  34. R. L. Burnap, Front. Bioeng. Biotechnol., 2015, 3, 1.
  35. R. Rippka, Methods Enzymol., 1988, 167, 3-27.
  36. D. O. Alvarenga, M. F. Fiore and A. M. Varani, Front. Microbiol., 2017, 8, 809.
  37. K. Heck, G. S. Machineski, D. O. Alvarenga, M. Vaz, A. M. Varani and M. F. Fiore, J. Microbiol. Methods, 2016, 129, 55-60.
  38. B. M. Berla, R. Saha, C. M. Immethun, C. D. Maranas, T. S. Moon and H. B. Pakrasi, Front. Microbiol., 2013, 4, 246.
  39. J. Yu, M. Liberton, P. F. Clien, R. D. Head, J. M. Jacobs, R. D. Smith, D. W. Koppenaal, J. J. Brand and H. B. Pakrasi, Sci. Rep., 2015, 5, 8132.
  40. D. H. Baracho and A. T. Lombardi, Microb. Cell Fact., 2023, 22, 36.
  41. L. Bahr, A. Wustenberg and R. Ehwald, J. Appl. Phycol., 2016, 28, 783-793.
  42. A. Guljamow, M. Kreische, K. Ishida, A. Liaimer, B. Altermark, L. Bahr, C. Hertweck, R. Ehwald and E. Dittmann, Appl. Environ. Microbiol., 2017, 83, e01510- e01517.
  43. I. Echenique-Subiabre, A. Villeneuve, S. Golubic, J. Turquet, J. F. Humbert and M. Gugger, Microb. Ecol., 2015, 69, 234- 244.
  44. S. Elkobi-Peer and S. Carmeli, Mar. Drugs, 2015, 13, 2347- 2375.
  45. L. A. Salvador, J. S. Biggs, V. J. Paul and H. Luesch, J. Nat. Prod., 2011, 74, 917-927.
  46. K. A. Berg, C. Lyra, K. Sivonen, L. Paulin, S. Suomalainen, P. Tuomi and J. Rapala, ISME J., 2009, 3, 314-325.
  47. C. Zuniga, T. Li, M. T. Guarnieri, J. P. Jenkins, C. T. Li, K. Bingol, Y. M. Kim, M. J. Betenbaugh and K. Zengler, Nat. Commun., 2020, 11, 3803.
  48. B. W. Jester, H. Zhao, M. Gewe, T. Adame, L. Perruzza, D. T. Bolick, J. Agosti, N. Khuong, R. Kuestner, C. Gamble, K. Cruickshank, J. Ferrara, R. Lim, T. Paddock, C. Brady, S. Ertel, M. Zhang, A. Pollock, J. Lee, J. Xiong, M. Tasch, T. Saveria, D. Doughty, J. Marshall, D. Carrieri, L. Goetsch, J. Dang, N. Sanjaya, D. Fletcher, A. Martinez, B. Kadis, K. Sigmar, E. Afreen, T. Nguyen, A. Randolph, A. Taber, A. Krzeszowski, B. Robinett, D. B. Volkin, F. Grassi, R. Guerrant, R. Takeuchi, B. Finrow, C. Behnke and J. Roberts, Nat. Biotechnol., 2022, 40, 956-964.
  49. B. E. Rubin, S. Diamond, B. F. Cress, A. Crits-Christoph, Y. C. Lou, A. L. Borges, H. Shivram, C. He, M. Xu, Z. Zhou, S. J. Smith, R. Rovinsky, D. C. J. Smock, K. Tang, T. K. Owens, N. Krishnappa, R. Sachdeva, R. Barrangou, A. M. Deutschbauer, J. F. Baneld and J. A. Doudna, Nat. Microbiol., 2022, 7, 34-47.
  50. C. Pancrace, K. Ishida, E. Briand, D. G. Pichi, A. R. Weiz, A. Guljamow, T. Scalvenzi, N. Sassoon, C. Hertweck, E. Dittmann and M. Gugger, ACS Chem. Biol., 2019, 14, 67-75.
  51. G. C. A. Amos, T. Awakawa, R. N. Tuttle, A. C. Letzel, M. C. Kim, Y. Kudo, W. Fenical, B. S. Moore and P. R. Jensen, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2017, 114, E11121-E11130.
  52. D. Dehm, J. Krumbholz, M. Baunach, V. Wiebach, K. Hinrichs, A. Guljamow, T. Tabuchi, H. Jenke-Kodama, R. D. Sussmuth and E. Dittmann, ACS Chem. Biol., 2019, 14, 1271-1279.
  53. H. Wei, Z. Lin, D. Li, Q. Gu and T. Zhu, Weishengwu Xuebao, 2010, 50, 701-709.
  54. J. J. R. Louwen and J. J. J. van der Hoo, mSystems, 2021, 6, e0072621.
  55. N. Ziemert, M. Alanjary and T. Weber, Nat. Prod. Rep., 2016, 33, 988-1005.
  56. L. K. Caesar, R. Montaser, N. P. Keller and N. L. Kelleher, Nat. Prod. Rep., 2021, 38, 2041-2065.
  57. T. Hautbergue, E. L. Jamin, L. Debrauwer, O. Puel and I. P. Oswald, Nat. Prod. Rep., 2018, 35, 147-173.
  58. J. J. J. van der Hoo, H. Mohimani, A. Bauermeister, P. C. Dorrestein, K. R. Duncan and M. H. Medema, Chem. Soc. Rev., 2020, 49, 3297-3314.
  59. J. A. van Santen, S. A. Kautsar, M. H. Medema and R. G. Linington, Nat. Prod. Rep., 2021, 38, 264-278.
  60. M. R. Jones, E. Pinto, M. A. Torres, F. Dorr, H. Mazur- Marzec, K. Szubert, L. Tartaglione, C. Dell'Aversano, C. O. Miles, D. G. Beach, P. McCarron, K. Sivonen, D. P. Fewer, J. Jokela and E. M. Janssen, Water Res., 2021, 196, 117017.
  61. A. Rutz, M. Sorokina, J. Galgonek, D. Mietchen, E. Willighagen, A. Gaudry, J. G. Graham, R. Stephan, R. Page, J. Vondrasek, C. Steinbeck, G. F. Pauli, J. L. Wolfender, J. Bisson and P. M. Allard, Elife, 2022, 11, e70780.
  62. M. A. Schorn, S. Verhoeven, L. Ridder, F. Huber, D. D. Acharya, A. A. Aksenov, G. Aleti, J. A. Moghaddam, A. T. Aron, S. Aziz, A. Bauermeister, K. D. Bauman, M. Baunach, C. Beemelmanns, J. M. Beman, M. V. Berlanga-Clavero, A. A. Blacutt, H. B. Bode, A. Boullie, A. Brejnrod, T. S. Bugni, A. Calteau, L. Cao, V. J. Carrion, R. Castelo-Branco, S. Chanana, A. B. Chase, M. G. Chevrette, L. V. Costa-Lotufo, J. M. Crawford, C. R. Currie, B. Cuypers, T. Dang, T. de Rond, A. M. Demko, E. Dittmann, C. Du, C. Drozd, J. C. Dujardin, R. J. Dutton, A. Edlund, D. P. Fewer, N. Garg, J. M. Gauglitz, E. C. Gentry, L. Gerwick, E. Glukhov, H. Gross, M. Gugger, D. G. Guillen Matus, E. J. N. Helfrich, B. F. Hempel, J. S. Hur, M. Iorio, P. R. Jensen, K. B. Kang, L. Kaysser, N. L. Kelleher, C. S. Kim, K. H. Kim, I. Koester, G. M. Konig, T. Leao, S. R. Lee, Y. Y. Lee, X. Li, J. C. Little, K. N. Maloney, D. Mannle, H. C. Martin, A. C. McAvoy, W. W. Metcalf, H. Mohimani, C. Molina-Santiago, B. S. Moore, M. W. Mullowney, M. Muskat, L. F. Nothias, E. C. O'Neill, E. I. Parkinson, D. Petras, J. Piel, E. C. Pierce, K. Pires, R. Reher, D. Romero, M. C. Roper, M. Rust, H. Saad, C. Saenz, L. M. Sanchez, S. J. Sorensen, M. Sosio, R. D. Sussmuth, D. Sweeney, K. Tahlan, R. J. Thomson, N. J. Tobias, A. E. Trindade-Silva, G. P. van Wezel, M. Wang, K. C. Weldon, F. Zhang, N. Ziemert, K. R. Duncan, M. Crusemann, S. Rogers, P. C. Dorrestein, M. H. Medema and J. J. J. van der Hoo, Nat. Chem. Biol., 2021, 17, 363-368.
  63. N. Leikoski, L. Liu, J. Jokela, M. Wahlsten, M. Gugger, A. Calteau, P. Permi, C. A. Kerfeld, K. Sivonen and D. P. Fewer, Chem. Biol., 2013, 20, 1033-1043.
  64. A. T. Aron, E. C. Gentry, K. L. McPhail, L. F. Nothias, M. Nothias-Esposito, A. Bouslimani, D. Petras, J. M. Gauglitz, N. Sikora, F. Vargas, J. J. J. van der Hoo, M. Ernst, K. B. Kang, C. M. Aceves, A. M. Caraballo- Rodriguez, I. Koester, K. C. Weldon, S. Bertrand, C. Roullier, K. Sun, R. M. Tehan, P. C. Boya, M. H. Christian, M. Gutierrez, A. M. Ulloa, J. A. Tejeda Mora, R. Mojica-Flores, J. Lakey-Beitia, V. Vasquez-Chaves, Y. Zhang, A. I. Calderon, N. Tayler, R. A. Keyzers, F. Tugizimana, N. Ndlovu, A. A. Aksenov, A. K. Jarmusch, R. Schmid, A. W. Truman, N. Bandeira, M. Wang and P. C. Dorrestein, Nat. Protoc., 2020, 15, 1954-1991.
  65. R. Schmid, D. Petras, L. F. Nothias, M. Wang, A. T. Aron, A. Jagels, H. Tsugawa, J. Rainer, M. Garcia-Aloy, K. Duhrkop, A. Korf, T. Pluskal, Z. Kamenik, A. K. Jarmusch, A. M. Caraballo-Rodriguez, K. C. Weldon, M. Nothias-Esposito, A. A. Aksenov, A. Bauermeister, A. Albarracin Orio, C. O. Grundmann, F. Vargas, I. Koester, J. M. Gauglitz, E. C. Gentry, Y. Hovelmann, S. A. Kalinina, M. A. Pendergra, M. Panitchpakdi, R. Tehan, A. Le Gouellec, G. Aleti, H. Mannochio Russo, B. Arndt, F. Hubner, H. Hayen, H. Zhi, M. Raffatellu, K. A. Prather, L. I. Aluwihare, S. Bocker, K. L. McPhail, H. U. Humpf, U. Karst and P. C. Dorrestein, Nat. Commun., 2021, 12, 3832.
  66. K. Kleigrewe, J. Almaliti, I. Y. Tian, R. B. Kinnel, A. Korobeynikov, E. A. Monroe, B. M. Duggan, V. Di Marzo, D. H. Sherman, P. C. Dorrestein, L. Gerwick and W. H. Gerwick, J. Nat. Prod., 2015, 78, 1671-1682.
  67. S. A. C. Figueiredo, M. Preto, G. Moreira, T. P. Martins, K. Abt, A. Melo, V. M. Vasconcelos and P. N. Leao, Angew Chem. Int. Ed. Engl., 2021, 60, 10064-10072.
  68. D. S. May, C. M. Crnkovic, A. Krunic, T. A. Wilson, J. R. Fuchs and J. E. Orjala, ACS Chem. Biol., 2020, 15, 758-765.
  69. T. Leao, M. Wang, N. Moss, R. da Silva, J. Sanders, S. Nurk, A. Gurevich, G. Humphrey, R. Reher, Q. Zhu, P. Belda-Ferre, E. Glukhov, S. Whitner, K. L. Alexander, R. Rex, P. Pevzner, P. C. Dorrestein, R. Knight, N. Bandeira, W. H. Gerwick and L. Gerwick, Mar. Drugs, 2021, 19, 20.
  70. J. C. Navarro-Munoz, N. Selem-Mojica, M. W. Mullowney, S. A. Kautsar, J. H. Tryon, E. I. Parkinson, E. L. C. De Los Santos, M. Yeong, P. Cruz-Morales, S. Abubucker, A. Roeters, W. Lokhorst, A. Fernandez-Guerra, L. T. D. Cappelini, A. W. Goering, R. J. Thomson, W. W. Metcalf, N. L. Kelleher, F. Barona-Gomez and M. H. Medema, Nat. Chem. Biol., 2020, 16, 60-68.
  71. R. R. da Silva, M. Wang, L. F. Nothias, J. J. J. van der Hoo, A. M. Caraballo-Rodriguez, E. Fox, M. J. Balunas, J. L. Klassen, N. P. Lopes and P. C. Dorrestein, PLoS Comput. Biol., 2018, 14, e1006089.
  72. H. Mohimani, A. Gurevich, A. Shlemov, A. Mikheenko, A. Korobeynikov, L. Cao, E. Shcherbin, L. F. Nothias, P. C. Dorrestein and P. A. Pevzner, Nat. Commun., 2018, 9, 4035.
  73. M. Ernst, K. B. Kang, A. M. Caraballo-Rodriguez, L. F. Nothias, J. Wandy, C. Chen, M. Wang, S. Rogers, M. H. Medema, P. C. Dorrestein and J. J. J. van der Hoo, Metabolites, 2019, 9, 144.
  74. H. Mohimani, W. T. Liu, R. D. Kersten, B. S. Moore, P. C. Dorrestein and P. A. Pevzner, J. Nat. Prod., 2014, 77, 1902-1909.
  75. L. Cao, A. Gurevich, K. L. Alexander, C. B. Naman, T. Leao, E. Glukhov, T. Luzzatto-Knaan, F. Vargas, R. Quinn, A. Bouslimani, L. F. Nothias, N. K. Singh, J. G. Sanders, R. A. S. Benitez, L. R. Thompson, M. N. Hamid, J. T. Morton, A. Mikheenko, A. Shlemov, A. Korobeynikov, I. Friedberg, R. Knight, K. Venkateswaran, W. H. Gerwick, L. Gerwick, P. C. Dorrestein, P. A. Pevzner and H. Mohimani, Cell Syst., 2019, 9, 600-608.
  76. N. J. Merwin, W. K. Mousa, C. A. Dejong, M. A. Skinnider, M. J. Cannon, H. Li, K. Dial, M. Gunabalasingam, C. Johnston and N. A. Magarvey, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2020, 117, 371-380.
  77. L. K. Caesar, F. A. Butun, M. T. Robey, N. J. Ayon, R. Gupta, D. Dainko, J. W. Bok, G. Nickles, R. J. Stankey, D. Johnson, D. Mead, K. B. Cank, C. E. Earp, H. A. Raja, N. H. Oberlies, N. P. Keller and N. L. Kelleher, Nat. Chem. Biol., 2023, 19, 846-854.
  78. G. Hjorleifsson Eldjarn, A. Ramsay, J. J. J. van der Hoo, K. R. Duncan, S. Soldatou, J. Rousu, R. Daly, J. Wandy and S. Rogers, PLoS Comput. Biol., 2021, 17, e1008920.
  79. S. Romano, S. A. Jackson, S. Patry and A. D. W. Dobson, Mar. Drugs, 2018, 16, 244.
  80. E. Arstol and M. F. Hohmann-Marriott, Mar. Drugs, 2019, 17, 281.
  81. T. Galica, N. Borbone, J. Mares, A. Kust, A. Caso, G. Esposito, K. Saurav, J. Hajek, K. Rehakova, P. Urajova, V. Costantino and P. Hrouzek, Appl. Environ. Microbiol., 2021, 87, e0312820.
  82. Q. Gao and F. Garcia-Pichel, Nat. Rev. Microbiol., 2011, 9, 791-802.
  83. T. Soule, V. Stout, W. D. Swingley, J. C. Meeks and F. Garcia- Pichel, J. Bacteriol., 2007, 189, 4465-4472.
  84. C. Hu, G. Voller, R. Sussmuth, E. Dittmann and J. C. Kehr, Environ. Microbiol., 2015, 17, 1548-1559.
  85. C. Hu, S. A. Ludsin, J. F. Martin, E. Dittmann and J. Lee, Harmful Algae, 2018, 77, 1-10.
  86. E. Couradeau, U. Karaoz, H. C. Lim, U. Nunes da Rocha, T. Northen, E. Brodie and F. Garcia-Pichel, Nat. Commun., 2016, 7, 10373.
  87. E. Briand, M. Bormans, M. Gugger, P. C. Dorrestein and W. H. Gerwick, Environ. Microbiol., 2016, 18, 384-400.
  88. E. Briand, J. F. Humbert, K. Tambosco, M. Bormans and W. H. Gerwick, Microbiologyopen, 2016, 5, 469-478.
  89. A. Liaimer, E. J. Helfrich, K. Hinrichs, A. Guljamow, K. Ishida, C. Hertweck and E. Dittmann, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2015, 112, 1862-1867.
  90. C. Y. Chiang, M. Ohashi and Y. Tang, Nat. Prod. Rep., 2023, 40, 89-127.
  91. M. Myronovskyi and A. Luzhetskyy, Nat. Prod. Rep., 2019, 36, 1281-1294.
  92. B. C. Covington, F. Xu and M. R. Seyedsayamdost, Annu. Rev. Biochem., 2021, 90, 763-788.
  93. E. Dittmann, B. A. Neilan, M. Erhard, H. von Dohren and T. Borner, Mol. Microbiol., 1997, 26, 779-787.
  94. K. Ishida, M. Welker, G. Christiansen, S. Cadel-Six, C. Bouchier, E. Dittmann, C. Hertweck and N. Tandeau de Marsac, Appl. Environ. Microbiol., 2009, 75, 2017-2026.
  95. T. Nishizawa, A. Ueda, T. Nakano, A. Nishizawa, T. Miura, M. Asayama, K. Fujii, K. Harada and M. Shirai, J. Biochem., 2011, 149, 475-485. 100
  96. L. Rouhiainen, L. Paulin, S. Suomalainen, H. Hyytiainen, W. Buikema, R. Haselkorn and K. Sivonen, Mol. Microbiol., 2000, 37, 156-167. 101
  97. G. Christiansen, J. Fastner, M. Erhard, T. Borner and E. Dittmann, J. Bacteriol., 2003, 185, 564-572. 102
  98. K. Ishida, G. Christiansen, W. Y. Yoshida, R. Kurmayer, M. Welker, N. Valls, J. Bonjoch, C. Hertweck, T. Borner, T. Hemscheidt and E. Dittmann, Chem. Biol., 2007, 14, 565-576.
  99. A. Liaimer, H. Jenke-Kodama, K. Ishida, K. Hinrichs, J. Stangeland, C. Hertweck and E. Dittmann, Environ. Microbiol. Rep., 2011, 3, 550-558. 104
  100. T. Barchewitz, A. Guljamow, S. Meissner, S. Timm, M. Henneberg, O. Baumann, M. Hagemann and E. Dittmann, Environ. Microbiol., 2019, 21, 4836-4851. 105
  101. S. Repka, M. Koivula, V. Harjunpa, L. Rouhiainen and K. Sivonen, Appl. Environ. Microbiol., 2004, 70, 4551-4560. 106
  102. E. Bode, A. K. Heinrich, M. Hirschmann, D. Abebew, Y. N. Shi, T. D. Vo, F. Wesche, Y. M. Shi, P. Grun, S. Simonyi, N. Keller, Y. Engel, S. Wenski, R. Bennet, S. Beyer, I. Bischoff, A. Buaya, S. Brandt, I. Cakmak, H. Cimen, S. Eckstein, D. Frank, R. Furst, M. Gand, G. Geisslinger, S. Hazir, M. Henke, R. Heermann, V. Lecaudey, W. Schafer, S. Schiffmann, A. Schuffler, R. Schwenk, M. Skaljac, E. Thines, M. Thines, T. Ulshofer, A. Vilcinskas, T. A. Wichelhaus and H. B. Bode, Angew Chem. Int. Ed. Engl., 2019, 58, 18957-18963.
  103. S. H. Park, K. Lee, J. W. Jang and J. S. Hahn, ACS Synth. Biol., 2019, 8, 346-357. 109
  104. E. J. Kim, J. H. Lee, H. Choi, A. R. Pereira, Y. H. Ban, Y. J. Yoo, E. Kim, J. W. Park, D. H. Sherman, W. H. Gerwick and Y. J. Yoon, Org. Lett., 2012, 14, 5824- 5827. 110
  105. J. J. Zhang, X. Tang and B. S. Moore, Nat. Prod. Rep., 2019, 36, 1313-1332.
  106. M. S. Donia, B. J. Hathaway, S. Sudek, M. G. Haygood, M. J. Rosovitz, J. Ravel and E. W. Schmidt, Nat. Chem. Biol., 2006, 2, 729-735.
  107. M. S. Donia, J. Ravel and E. W. Schmidt, Nat. Chem. Biol., 2008, 4, 341-343. 113
  108. N. Leikoski, D. P. Fewer, J. Jokela, M. Wahlsten, L. Rouhiainen and K. Sivonen, Appl. Environ. Microbiol., 2010, 76, 701-709. 114
  109. P. F. Long, W. C. Dunlap, C. N. Battershill and M. Jaspars, ChemBioChem, 2005, 6, 1760-1765. 115
  110. E. W. Schmidt, J. T. Nelson, D. A. Rasko, S. Sudek, J. A. Eisen, M. G. Haygood and J. Ravel, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2005, 102, 7315-7320.
  111. W. Tang and W. A. van der Donk, Biochemistry, 2012, 51, 4271-4279.
  112. A. R. Weiz, K. Ishida, K. Makower, N. Ziemert, C. Hertweck and E. Dittmann, Chem. Biol., 2011, 18, 1413-1421. 118
  113. N. Ziemert, K. Ishida, A. Liaimer, C. Hertweck and E. Dittmann, Angew Chem. Int. Ed. Engl., 2008, 47, 7756- 7759. 119
  114. D. Liu and H. B. Pakrasi, Microb. Cell Fact., 2018, 17, 48. 120
  115. T. Liu, R. Mazmouz, S. E. Ongley, R. Chau, R. Pickford, J. N. Woodhouse and B. A. Neilan, ACS Chem. Biol., 2017, 12, 2021-2029.
  116. R. H. Lambalot, A. M. Gehring, R. S. Flugel, P. Zuber, M. LaCelle, M. A. Marahiel, R. Reid, C. Khosla and C. T. Walsh, Chem. Biol., 1996, 3, 923-936. 123
  117. G. Yang, Y. Zhang, N. K. Lee, M. A. Cozad, S. E. Kearney, H. Luesch and Y. Ding, Sci. Rep., 2017, 7, 11888. 124
  118. P. M. D'Agostino, C. J. Seel, X. Ji, T. Gulder and T. A. M. Gulder, Nat. Chem. Biol., 2022, 18, 652-658. 125
  119. N. Eusebio, R. Castelo-Branco, D. Sousa, M. Preto, P. D'Agostino, T. A. M. Gulder and P. N. Leao, ACS Synth. Biol., 2022, 11, 3493-3503. 126
  120. C. Greunke, E. R. Duell, P. M. D'Agostino, A. Glockle, K. Lamm and T. A. M. Gulder, Metab. Eng., 2018, 47, 334- 345. 127
  121. P. Videau, K. N. Wells, A. J. Singh, J. Eiting, P. J. Proteau and B. Philmus, ACS Synth. Biol., 2020, 9, 63-75. 128
  122. P. Videau, K. N. Wells, A. J. Singh, W. H. Gerwick and B. Philmus, ACS Synth. Biol., 2016, 5, 978-988.
  123. H. Zhang, L. Fang, M. S. Osburne and B. A. Pfeifer, Methods Mol. Biol., 2016, 1401, 121-134.
  124. S. E. Ongley, X. Bian, Y. Zhang, R. Chau, W. H. Gerwick, R. Muller and B. A. Neilan, ACS Chem. Biol., 2013, 8, 1888-1893. 131
  125. T. Liu, R. Mazmouz, L. A. Pearson and B. A. Neilan, ACS Synth. Biol., 2019, 8, 1187-1194.
  126. P. M. D'Agostino and T. A. M. Gulder, ACS Synth. Biol., 2018, 7, 1702-1708. 133
  127. J. H. Cardellina 2nd, F. J. Marner and R. E. Moore, Science, 1979, 204, 193-195.
  128. A. C. Jones, S. Ottilie, A. S. Eustaquio, D. J. Edwards, L. Gerwick, B. S. Moore and W. H. Gerwick, FEBS J., 2012, 279, 1243-1251. 135
  129. G. Yang, M. A. Cozad, D. A. Holland, Y. Zhang, H. Luesch and Y. Ding, ACS Synth. Biol., 2018, 7, 664-671.
  130. V. Agarwal, J. M. Blanton, S. Podell, A. Taton, M. A. Schorn, J. Busch, Z. Lin, E. W. Schmidt, P. R. Jensen, V. J. Paul, J. S. Biggs, J. W. Golden, E. E. Allen and B. S. Moore, Nat. Chem. Biol., 2017, 13, 537-543. 137
  131. S. Baldanta, G. Guevara and J. M. Navarro-Llorens, Microb. Cell Fact., 2022, 21, 103. 138
  132. B. Bishe, A. Taton and J. W. Golden, iScience, 2019, 20, 216- 228.
  133. T. C. Niu, G. M. Lin, L. R. Xie, Z. Q. Wang, W. Y. Xing, J. Y. Zhang and C. C. Zhang, ACS Synth. Biol., 2019, 8, 170-180. 140
  134. D. Back, T. J. O'Donnell, K. K. Axt, J. R. Gurr, J. M. Vanegas, P. G. Williams and B. Philmus, ACS Chem. Biol., 2023, 18, 1797-1807. 142
  135. A. Taton, A. Ecker, B. Diaz, N. A. Moss, B. Anderson, R. Reher, T. F. Leao, R. Simkovsky, P. C. Dorrestein, L. Gerwick, W. H. Gerwick and J. W. Golden, ACS Synth. Biol., 2020, 9, 3364-3376.
  136. A. Taton, S. Rohrer, B. Diaz, R. Reher, A. M. Caraballo Rodriguez, M. L. Pierce, P. C. Dorrestein, L. Gerwick, W. H. Gerwick and J. W. Golden, ACS Chem. Biol., 2022, 17, 1910-1923. 144
  137. E. S. Sattely, M. A. Fischbach and C. T. Walsh, Nat. Prod. Rep., 2008, 25, 757-793.
  138. R. A. Sheldon and J. M. Woodley, Chem. Rev., 2018, 118, 801-838. 146
  139. S. Adak, A. L. Lukowski, R. J. B. Schäfer and B. S. Moore, J. Am. Chem. Soc., 2022, 144, 2861-2866.
  140. S. T. Lima, T. R. Fallon, J. L. Cordoza, J. R. Chekan, E. Delbaje, A. R. Hopiavuori, D. O. Alvarenga, S. M. Wood, H. Luhavaya, J. T. Baumgartner, F. A. Dörr, A. Etchegaray, E. Pinto, S. M. K. McKinnie, M. F. Fiore and B. S. Moore, J. Am. Chem. Soc., 2022, 144, 9372-9379.
  141. C. P. Mason, K. R. Edwards, R. E. Carlson, J. Pignatello, F. K. Gleason and J. M. Wood, Science, 1982, 215, 400-402.
  142. X. Yang, Y. Shimizu, J. R. Steiner and J. Clardy, Tetrahedron Lett., 1993, 34, 761-764. 150
  143. S. C. Lee and G. D. Brown, J. Nat. Prod., 1998, 61, 29-33. 151
  144. S. Sarkar, W. Gu and E. W. Schmidt, ACS Catal., 2020, 10, 7146-7153.
  145. B. Choi and A. J. Link, Trends Chem., 2023, 5, 620-633.
  146. T. J. Oman, P. J. Knerr, N. A. Bindman, J. E. Velásquez and W. A. van der Donk, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 6952- 6955. 155
  147. E. Reyna-González, B. Schmid, D. Petras, R. D. Süssmuth and E. Dittmann, Angew Chem. Int. Ed. Engl., 2016, 55, 9398-9401.
  148. M. N. Ahmed, E. Reyna-González, B. Schmid, V. Wiebach, R. D. Süssmuth, E. Dittmann and D. P. Fewer, ACS Chem. Biol., 2017, 12, 1538-1546. 157
  149. B. I. Morinaka, E. Lakis, M. Verest, M. J. Helf, T. Scalvenzi, A. L. Vagstad, J. Sims, S. Sunagawa, M. Gugger and J. Piel, Science, 2018, 359, 779-782. 159
  150. H. Nakamura, E. E. Schultz and E. P. Balskus, Nat. Chem. Biol., 2017, 13, 916-921.
  151. N. R. Braffman, T. B. Ruskoski, K. M. Davis, N. R. Glasser, C. Johnson, C. D. Okafor, A. K. Boal and E. P. Balskus, eLife, 2022, 11, e75761.

Cited by

Sorted by citations

Authors
Baunach, M., Guljamow, A., Miguel-Gordo, M., & Dittmann, E.
Affiliations
  • University of Bonn (DE)
  • University of Potsdam (DE)
Corresponding author
Dittmann, Elke
Venue
Natural Product Reports
Published
2024
Volume
41
Issue
3
Pages
347-369
ISSN
  • 0265-0568 (ISSN-L)
  • 1460-4752
OpenAlex
W4389696994
Cited by
66
References
158
Citations by year
2026: 23 · 2025: 27 · 2024: 16
FWCI
2.40
Type
journal article
Language
en
Open access
Locations
  • Natural Product Reports (publishedVersion, cc-by-nc)
  • PubMed (publishedVersion)
Funders
Deutsche Forschungsgemeinschaft (Project-ID 239748522, RTG 2473)
Topics
  • Health Sciences › Medicine › Pharmacology › Microbial Natural Products and Biosynthesis
  • Life Sciences › Biochemistry, Genetics and Molecular Biology › Molecular Biology › Microbial Metabolic Engineering and Bioproduction
  • Life Sciences › Agricultural and Biological Sciences › Ecology, Evolution, Behavior and Systematics › Biocrusts and Microbial Ecology
Keywords
cyanobacterial natural products, cyanobacterial biotechnology, environmental toxins, bioactive compounds, genome mining, heterologous expression, chemoenzymatic synthesis, multi-omics integration, cyanobacterial genomics
MeSH terms
Cyanobacteria, Animals, Biological Products, Biotechnology, Humans, Genomics

About these checks

Registry, retraction, Cites and statistics results are computed, not judged, with one exception: a printed reference that no index lists is read once by a model before it counts as a citation error. Claims are extracted by a model and kept only when their quote appears verbatim in the text; each cited source is then checked, with a model’s help, for whether it says what the claim relies on. Those verdicts can be wrong — read the claim’s quote and the cited source before relying on one.

Statistics and arithmetic are recomputed, not judged.

Confidence bands are shown only for fields calibrated on our annotated test set. None is calibrated yet, so no band is shown.

What counts as a claim ›How we measure confidence ›How we check this ›

Are you an author, or do you see a problem with this page? Request a review