Preview

Вестник Московского университета. Серия 16. Биология

Расширенный поиск

РАЗНООБРАЗИЕ ГЕНОВ ПОЛИКЕТИДСИНТАЗ В ГЕНОМАХ ГЕТЕРОТРОФНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ ЭПИЛИТИЧЕСКИХ БИОПЛЕНОК ОЗЕРА БАЙКАЛ

Аннотация

Многие вторичные метаболиты бактерий, включая перспективные в фармакологическом отношении, синтезируются с помощью ферментных комплексов поликетидсинтаз (PKS). В работе определены нуклеотидные последовательности генов 16S рРНК и PKS у штаммов гетеротрофных бактерий, выделенных из эпилитических биопленок, сформированных в литоральной зоне озера Байкал. По результатам молекулярно-филогенетического анализа генов 16S рРНК установлена следующая таксономическая принадлежность изолированных штаммов: Serratia fonticola 1А и 10А, Pseudomonas umsongensis K10-2 и K10-3, Rheinheimera tilapiae K18 и Flavobacterium sp. 43-09. У исследуемых штаммов определены 33 последовательности фрагментов генов, кодирующих PKS. Среди гомологичных нуклеотидных последовательностей обнаружены гены, ответственные за биосинтез антибиотиков (диффицидина, эритромицина, курацина, миксаламида, кораллопиронина, миксатиазола) и цитостатиков (ромидепсина, спирухостатина, дисоразола). Невысокое сходство (50–83%) аминокислотных последовательностей PKS байкальских бактерий с опубликованными в GenBank последовательностями свидетельствует об их потенциальной способности продуцировать новые, до настоящего времени неизвестные, биоактивные соединения. Полученные результаты показывают, что исследуемые штаммы могут представлять практический интерес для биотехнологии.

Об авторах

Е. В. Суханова
Лимнологический институт СО РАН
Россия

Россия, 664033, г. Иркутск, Улан-Баторская, д. 3

канд. биол. наук, науч. сотр. лаборатории водной микробиологии Лимнологического института СО РАН. Тел.: 8-3952-42-54-15



Е. А. Зименс
Лимнологический институт СО РАН
Россия

Россия, 664033, г. Иркутск, Улан-Баторская, д. 3

вед. инженер лаборатории водной микробиологии Лимнологического института СО РАН. Тел.: 8-3952-42-54-15



В. В. Парфенова
Лимнологический институт СО РАН
Россия

Россия, 664033, г. Иркутск, Улан-Баторская, д. 3

канд. биол. наук, доц., зав. лабораторией водной микробиологии Лимнологического института СО РАН



О. И. Белых
Лимнологический институт СО РАН
Россия

Россия, 664033, г. Иркутск, Улан-Баторская, д. 3

канд. биол. наук, доцент, вед. науч. сотр., зав. лабораторией водной микробиологии Лимнологического института СО РАН. Тел.: 8-3952-42-54-15



Список литературы

1. Wu X.-C., Qian C.D., Fang H.H., Wen Y.P., Zhou J.Y., Zhan Z.J., Ding R., Li O., Gao H. Paenimacrolidin, a novel macrolide antibiotic from Paenibacillus sp. F6-B70 active against methicillin-resistant Staphylococcus aureus // Microb. Biotechnol. 2011. Vol. 4. N 4. P. 491–502.

2. Sponga F., Cavaletti L., Lazzarini A., Borghi A., Ciciliato I., Losi D., Marinelli F. Biodiversity and potentials of marine-derived microorganisms // J. Biotechnol. 1999. Vol. 70. N 1. P. 65–69.

3. Palomo S., González I., de la Cruz M., Martín J., Tormo J.R., Anderson M., Hill R.T., Vicente F., Reyes F., Genilloud O. Sponge-derived Kocuria and Micrococcus spp. as sources of the new thiazolyl peptide antibiotic kocurin // Mar. Drugs. 2013. Vol. 11. N 4. Р. 1071–1086.

4. Nikolaev Yu.A., Plakunov V.K. Biofilm – “City of microbes” or an analogue of multicellular organisms? // Microbiology. 2007. Vol. 76. N 2. P. 125–138.

5. Bartrons M., Catalan J., Casamayor E.O. High bacterial diversity in epilithic biofilms of oligotrophic mountain lakes // Microb. Ecol. 2012. Vol. 64. N 4. P. 860–869.

6. Staunton J., Wilkinson B. Combinatorial biosynthesis of polyketides and non-ribosomal peptides // Curr. Opin. Chem. Biol. 2001. Vol. 5. N 2. P. 159–164.

7. Banskota A.H., Mcalpine J.B., Sørensen D., Ibrahim A., Aouidate M., Piraee M., Alarco A.M., Farnet C.M., Zazopoulos E. Genomic analyses lead to novel secondary metabolites. Part 3. ECO-0501, a novel antibacterial of a new class // J. Antibiot. (Tokyo). 2006. Vol. 59. N 9. P. 533–542.

8. Kaluzhnaya O.V., Kulakova N.V., Itskovich V.B. Diversity of polyketide synthase (PKS) genes in metagenomic community of freshwater sponge Lubomirskia baicalensis // Mol. Biol. (Moscow). 2012. Vol. 46. N 6. P. 790–795.

9. Kaluzhnaya O.V., Itskovich V.B. Distinctive features of the microbial diversity and the polyketide synthase genes spectrum in the community of the endemic Baikal sponge Swartschewskia papyracea // Russ. J. Genet. 2016. Vol. 52. N 1. P. 38–48.

10. Калюжная Ок.В., Липко И.А., Ицкович В.Б., Калюжная О.В., Парфенова В.В. ПЦР- скрининг бактериальных культур, выделенных из пресноводной губки Lubomirskia baicalensis, на наличие генов синтеза вторичных метаболитов // Вода: химия и экология. 2013. № 7. C. 70–74.

11. Geiger A., Fardeau M.-L., Falsen E., Ollivier B., Cuny G. Serratia glossinae sp. nov., isolated from the midgut of the tsetse fly Glossina palpalis gambiensis // Int. J. Syst. Evol. Micr. 2010. Vol. 60. N 6. Р. 1261–1265.

12. Gavini F., Ferragut C., Izard D., Trinel P.A., Leclerc H., Lefebvre B., Mossel D.A.A. Serratia fonticola, a new species from water // Int. J. Syst. Bact. 1979. Vol. 29. N 2. Р. 92–101.

13. Kampfer P., Glaeser S.P. Serratia glossinae Geiger et al. 2010 is a later synonym of Serratia fonticola Gavini et al. 1979 // Int. J. Syst. Evol. Micr. 2015. Vol. 65. N 5. Р. 1406–1408.

14. Kwon S.W., Kim J.S., Park I.C., Yoon S.H., Park D.H., Lim C.K., Go S.J. Pseudomonas koreensis sp. nov., Pseudomonas umsongensis sp. nov. and Pseudomonas jinjuensis sp. nov., novel species from farm soils in Korea // Int. J. Syst. Evol. Micr. 2003. Vol. 53. N 1. Р. 21–27.

15. Chen W.-M., Yang S.-H., Young C.-C., Sheu S.-Y. Rheinheimera tilapiae sp. nov., isolated from a freshwater culture pond // Int. J. Syst. Evol. Micr. 2013. Vol. 63. N 4. Р. 1457–1463.

16. McCammon S.A., Innes B.H., Bowman J.P., Franzmann P.D., Dobson S.J., Holloway P.E., Skerratt J.H., Nichols P.D., Rankint L.M. Flavobacterium hibernum sp. nov., a lactoseutilizing bacterium from a freshwater Antarctic // Int. J. Syst. Bact. 1998. Vol. 48. N 4. Р. 1405–1412.

17. Зименс Е.А., Суханова Е.В., Штыкова Ю.Р., Парфенова В.В., Белькова Н.Л. Антагонистическая активность гетеротрофных микроорганизмов из биопленок на твердых субстратах литоральной зоны озера Байкал // Изв. Иркут. гос. ун-та. Сер. Биол., Экол. 2014. Т. 7. С. 91–98.

18. Søgaard O.S., Graversen M.E., Leth S. et al. The depsipeptide romidepsin reverses HIV-1 latency in vivo // PLoS Pathogens. 2015. Vol. 11. N 9. e1005142.

19. Su C., Xiang Z., Liu Y., Zhao X., Sun Y., Li Z., Li L., Chang F., Chen T., Wen X., Zhou Y., Zhao F. Analysis of the genomic sequences and metabolites of Serratia surfactantfaciens sp. nov. YD25T that simultaneously produces prodigiosin and serrawettin W2 // BMC Genomics. 2016. Vol. 17. N 1, 865.

20. Isnansetyo A., Kamei Y. Bioactive substances produced by marine isolates of Pseudomonas // Ind. Microbiol. Biotechnol. 2009. Vol. 36. N 10. Р. 1239–1248.

21. Gurney R., Thomas C.M. Mupirocin: biosynthesis, special features and applications of an antibiotic from a gram-negative bacterium // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2011. Vol. 90. N 1. Р. 11–21.

22. Lipko I.A., Kalyuzhnaya O.V., Kravchenko O.S., Parfenova V.V. Identification of polyketide synthase genes in genome of Pseudomonas fluorescens strain 28Bb-06 from freshwater sponge Baikalospongia bacillifera // Mol. Biol. (Mosc.). 2012. Vol. 46. N 4. P. 609–611.

23. Bockelmann U., Janke A., Kuhn R., Neu T.R., Wecke J., Lawrence J.R., Szewzyk U. Bacterial extracellular DNA forming a defined network-like structure // FEMS Microbiol. Lett. 2006. Vol. 262. N 1. P. 31–38.

24. Presta L., Inzucchi I., Bosi E., Fondi M., Perrin E., Miceli E., Tutino M.L., Lo Giudice A., de Pascale D., Fani R. Draft genome sequence of Flavobacterium sp. strain TAB 87, able to inhibit the growth of cystic fibrosis bacterial pathogens belonging to the Burkholderia cepacia complex // Genome Announc. 2016. Vol. 4. N 3. e00410-16.


Рецензия

Для цитирования:


Суханова Е.В., Зименс Е.А., Парфенова В.В., Белых О.И. РАЗНООБРАЗИЕ ГЕНОВ ПОЛИКЕТИДСИНТАЗ В ГЕНОМАХ ГЕТЕРОТРОФНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ ЭПИЛИТИЧЕСКИХ БИОПЛЕНОК ОЗЕРА БАЙКАЛ. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2017;72(4):246-252.

For citation:


Sukhanova E.V., Zimens E.A., Parfenova V.V., Belykh O.I. DIVERSITY OF POLYKETIDE SYNTHASE GENES IN THE GENOMES OF HETEROTROPHIC MICROORGANISMS ISOLATED FROM EPILITHIC BIOFILMS IN LAKE BAIKAL. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya. 2017;72(4):246-252. (In Russ.)

Просмотров: 324


ISSN 0137-0952 (Print)