Academic Journal
Стерин-деградирующая активность и геномная последовательность Mycolicibacterium smegmatis ВКМ Ac-1171
| Title: | Стерин-деградирующая активность и геномная последовательность Mycolicibacterium smegmatis ВКМ Ac-1171 |
|---|---|
| Source: | VIII Пущинская конференция «Биохимия, физиология и биосферная роль микроорганизмов». |
| Publisher Information: | Crossref, 2024. |
| Publication Year: | 2024 |
| Subject Terms: | СТЕРОИДЫ, ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ГЕНОМА, СТЕРИНЫ, АЭРОБНАЯ ДЕГРАДАЦИЯ |
| Description: | В процессе эволюции у актинобактерий развились специализированные катаболические пути для использования природных стеринов в качестве источников углерода и энергии. Модификация этих путей стала основой для производства ключевых предшественников фармацевтических стероидов. В то время как большинство промышленных штаммов относится к видам Mycolicibacterium neoaurum или Mycolicibacterium fortuitum [1], штамм-деструктор стеринов Mycolicibacterium smegmatis mc2 155 также признан перспективной платформой для конструирования продуцентов стероидных соединений [2]. В данной работе проведено сравнительное изучение окислительной активности трех штаммов Mycolicibacterium smegmatis (mc2 155, ВКМ Ac-1171, ВКМ Ac-1239) в отношении фитостерина, проведено полногеномное секвенирование, сборка и аннотирование генома наиболее активного штамма. Аэробную деградацию фитостерина (10 г/л) проводили, при температурах 30 или 37 °C в минерально-глицериновой среде TR [3] или в той же среде, дополненной солюбилизирующим агентом – метилированным β-циклодекстрином (МЦД, 56 г/л). Концентрацию стеринов и стероидов анализировали методами ТСХ и ВЭЖХ. Культивирование бактерий и выделение геномной ДНК осуществляли как описано ранее [3, 4]. Библиотеки для высокопроизводительного секвенирования получали с помощью наборов KAPA DNA Library Preparation Kit for Illumina и KAPA Dual-Indexed Adapter Kit (Kapa Biosystems). Секвенирование генома выполняли на Illumina HiSeq 2000 с набором HiSeq SBS Kit v3. Для удаления последовательности адаптеров использовали Trimmomatic 0.39 и собственную программу, написанную на языке Perl (https://github.com/BraginE/bioinfo). Сборку генома de novo производили с помощью программы Ray 2.3.1, с длиной k-mer 31. Геном аннотировали с помощью Prokaryotic Genome Annotation Pipeline (PGAP). Расчет средней нуклеотидной идентичности (ANI) проводили с помощью программы ANI calculator. Все три штамма M. smegmatis были способны к деградации фитостерина, однако их активности существенно различались в зависимости от температуры и наличия в среде солюбилизатора. Наибольшую целевую активность в отсутствие экзогенного солюбилизатора стеринов проявил штамм Ac-1171 (рис. 1), что свидетельствует об эффективном функционировании систем транспорта данных липофильных субстратов. Также Ac-1171 проявлял наибольшую стерин-деградирующую активность при 37 °C в отличие от двух других штаммов. Данные отличия являются преимуществом с точки зрения перспектив использования данного штамма как платформы для генетической инженерии с целью биотрансформации стероидных соединений. Ранее штамм M. smegmatis ВКМ Ac-1171 (=NCIMB 8548 =CCM 2067) был использован в различных биохимических и микробиологических исследованиях в качестве модельного непатогенного микроорганизма [см., например 5], для проверки метода выделения ДНК и т.п., однако о его способности окислять стерины до сих пор не сообщалось, также не было опубликовано данных о последовательности его генома. В результате секвенирования генома Ac-1171 получено 19143437 парно-концевых прочтений (2×100). Сборка генома позволила получить 96 контигов общей длиной 7600730 п.н. (покрытие генома 44×, длина N50 199025 п.н., содержание GC 67,5%). Полученные последовательности генома депонированы в базе данных NCBI GenBank (JAMZOD000000000.1). Среди штаммов M. smegmatis с известными последовательностями генома Ac-1171 показал наибольшее сходство с M. smegmatis Nishi, тогда как значение ANI между Ac-1171 и M. smegmatis mc2 155 было ниже (табл. 1). Размер генома Ас-1171 примерно на 600 тыс. п.н. больше, чем у других штаммов M. smegmatis. Геном Ас-1171 содержит 7163 гена, кодирующих белки, 57 генов, кодирующих РНК (2, 2, 2, 48 и 3 гена, кодирующих соответственно 5S рРНК, 16S рРНК, 23S рРНК, тРНК и некодирующую РНК) и 167 псевдогенов. Штамм M. smegmatis Ас-1171 обладает полным набором ключевых генов катаболизма стеринов, что коррелирует с его способностью к быстрой деградации фитостерина. Полученные результаты вносят вклад в понимание разнообразия и особенностей штаммов M. smegmatis, способных к окислительной деградации стеринов, и могут быть использованы для конструирования новых штаммов, способных продуцировать ценные стероидные соединения. |
| Document Type: | Article Conference object |
| Language: | Russian |
| DOI: | 10.34756/geos.2022.17.38321 |
| Accession Number: | edsair.doi...........aaa51794595aed4d1c49e56a817f5b1e |
| Database: | OpenAIRE |
| DOI: | 10.34756/geos.2022.17.38321 |
|---|