Abstract Clinical use of antimicrobials faces great challenges from the emergence of multidrug resistant (MDR) pathogens. The overexpression of drug efflux pumps is one of the major contributors to MDR. It is considered as a promising approach to overcome MDR by reversing the function of drug efflux pumps. In the life-threatening fungal pathogen Candida albicans , the major facilitator superfamily (MFS) transporter Mdr1p can excrete many structurally unrelated antifungals, leading to multidrug resistance. Here we report a counterintuitive case of reversing multidrug resistance in C. albicans by using a natural product berberine to hijack the overexpressed Mdr1p for its own importation. Moreover, we illustrate that the imported berberine accumulates in mitochondria, and compromises the mitochondrial function by impairing mitochondrial membrane potential and mitochondrial Complex I. It results in the selective elimination of Mdr1p overexpressed C. albicans cells. Furthermore, we show that berberine treatment can prolong the mean survival time (MST) of mice with a blood-borne dissemination of Mdr1p overexpressed multidrug resistant candidiasis. This study provided a potential direction of novel anti-MDR drug discovery by screening for multidrug efflux pump converters.

Directly cloning of biosynthetic gene clusters (BGCs) from microbial genomes has been revolutionizing the natural product-based drug discovery. However, it is still very challenging to efficiently clone, for example, large (> 80kb) and GC-rich (> 70%), streptomycete originating BGCs. In this study, we developed a simple, fast yet efficient and low-cost in vitro platform for direct cloning large BGCs from streptomycete genomic DNA, named as CAT-FISHING (CRISPR/Cas12a- and Agarose plug-based sysTem for Fast bIoSyntHetIc geNe cluster cloninG), by combining the advantages of CRISPR/Cas12a cleavage and bacterial artificial chromosome (BAC) library construction. CAT-FISHING was demonstrated by directly cloning large DNA fragments ranging from 47 to 139 kb with GC content of > 70% from the S. albus J1074 genome in a relatively efficient manner. Moreover, surugamides, encoded by a captured 87-kb BGC with GC content of 76%, was heterologously expressed in a Streptomyces chassis. These results indicate that CAT-FISHING is a powerful platform for BGCs batch cloning, which would be greatly beneficial to the natural products-based drug discovery. We believe that this system will lead a renaissance of interest in microorganisms as a source for drug development.

Synthetic Biology, as an emerging discipline, has gained widespread attention and is developing rapidly, profoundly impacting the fields of life sciences and biotechnology. Concurrently, as emerging engineering education programs take shape, accelerated cultivation of multifaceted innovative talents represents a new mission and imperative for higher education in China. In the context of the flourishing development of Synthetic Biology, East China University of Science and Technology has established a curriculum cluster in Synthetic Biology, focusing on microbiological drug discovery and biomanufacturing. The teaching team initially reviewed the curriculum system related to Synthetic Biology and its upstream and downstream courses. Subsequently, they expanded the core courses in Synthetic Biology, creating a curriculum cluster that encompasses not only the theoretical foundations and cutting-edge technologies but also integrates with related disciplines. Moreover, the curriculum cluster leverages lectures from renowned domestic and international professors in the State Key Laboratory of Bioreactor Engineering, and harnesses the rich resources of the Program of Introducing Talents of Discipline to Universities (the "111 plan"), aiming to enhance students' innovation capabilities. With the support of this curriculum cluster and teaching team, undergraduate students actively participate in international Synthetic Biology competitions like international genetic engineering machine competition (iGEM), consistently achieving gold awards. Furthermore, many students have applied for patents and made contributions to research paper publications. This work stands as a valuable exemplar for cultivating multifaceted talents with exceptional innovative capabilities.

A new dimeric C-glycoside polyketide chrysomycin F (1), along with four new monomeric compounds, chrysomycins G (2), H (3), I (4), J (5), as well as three known analogues, chrysomycins A (6), B (7), and C (8), were isolated and characterised from a strain of Streptomyces sp. obtained from a sediment sample collected from the South China Sea. Their structures were determined by detailed spectroscopic analysis. Chrysomycin F contains two diastereomers, whose structures were further elucidated by a biomimetic [2 + 2] photodimerisation of chrysomycin A. Chrysomycins B and C showed potent anti-tuberculosis activity against both wild-type Mycobacterium tuberculosis and a number of clinically isolated MDR M. tuberculosis strains.