Характеристика генома штамма Stutzerimonas stutzeri, выделенного из нефтезагрязненной почвы Татарстана | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2025. № 71. DOI: 10.17223/19988591/71/12

Характеристика генома штамма Stutzerimonas stutzeri, выделенного из нефтезагрязненной почвы Татарстана

Разливы нефти в результате антропогенной деятельности, такой как добыча, транспортировка или хранение нефтепродуктов, наносят серьезный вред биосфере и потенциально опасны для здоровья человека. Биоремедиация с использованием микроорганизмов является перспективной технологией очистки таких загрязненных участков, поскольку она экономически эффективна и приводит к полной минерализации вредных соединений. Обнаружение новых, способных к эффективной биодеградации нефти местных штаммов микроорганизмов, дает перспективу для создания надежной и экономичной стратегии рекультивации нефтезагрязненных почв. В работе представлены данные по определению и анализу нуклеотидной последовательности полного генома штамма DIA-8, выделенного из нефтезагрязненной почвы на территории Республики Татарстан. В ходе аннотации кодирующих последовательностей полного генома выявлен ряд генов, кодирующих белки, ответственные за катаболизм ароматических соединений. Показана принадлежность штамма к виду Stutzerimonas stutzeri. В геноме штамма S. stutzeri DIA-8 показано присутствие ключевого гена орто-расщепления катехолов - катехол-1,2-диоксигеназы, а также обнаружены гены, участвующие в синтезе гликолипидных биосурфактантов и устойчивости к тяжелым металлам. Аннотация генома показала, что данный штамм имеет низкий патогенный потенциал, сравнимый с невирулентными представителями рода Pseudomonas, что дает возможность использовать его в качестве биотехнологического продукта. Секвенированная нуклеотидная последовательность генома депонирована в международную базу данных GenBank под номером GCA_037081755.1. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 12

Ключевые слова

полногеномное секвенирование, катехол-1,2-диоксигеназа, биоремедиация, Stutzerimonas stutzeri

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Бабынин Эдуард Викторович	Казанский (Приволжский) федеральный университет; Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»	канд. биол. наук, доцент кафедры генетики, Институт фундаментальной медицины и биологии; с.н.с. лаборатории молекулярно-генетических и микробиологических методов	edward.b67@mail.ru
Царькова Юлия Равилевна	Казанский (Приволжский) федеральный университет	аспирант кафедры генетики, Институт фундаментальной медицины и биологии	ju.gusmanova@yandex.ru
Дегтярева Ирина Александровна	Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»	д-р биол. наук, г.н.с. лаборатории молекулярно-генетических и микробиологических методов	peace-1963@mail.ru

Всего: 3

Ссылки

Wang J., Gao P., Pan X.L., Fan K.Y., Li Y., Gao Y.F., Gao Y. An aerobic denitrifier Pseudomonas stutzeri Y23 from an oil reservoir and its heterotrophic denitrification performance in laboratory-scale sequencing batch reactors // International Biodeterioration & Biodegradation. 2022. Vol. 174. 105471. doi: 10.1016/j. ibiod.2022.105471.

Chen S., Han X., Xie S., Yang Y., Jing X., Luan T. Extracellular electron transfer drives ATP synthesis for nitrogen fixation by Pseudomonas stutzeri // Electrochemistry Communications. 2023. Vol. 154. 107562. doi: 10.1016/j.elecom.2023.107562.

Brown L.M., Gunasekera T.S., Ruiz O.N. Draft genome sequence of Pseudomonas stutzeri strain 19, an isolate capable of efficient degradation of aromatic hydrocarbons // Genome Announcements. 2017. Vol. 5 (49). e01373-17. doi: 10.1128/genomeA.01113-14.

Chakraborty R., Woo H., Dehal P., Walker R., Zemla M., Auer M.Complete genome sequence of Pseudomonas stutzeri strain RCH2 isolated from a hexavalent chromium [Cr(VI)] contaminated site // Standards in Genomic Sciences. 2017. Vol. 12. PP. 1-9. doi: 10.1186/s40793-017-0233-7.

Zheng R., Wu S., Ma N., Sun C. Genetic and physiological adaptations of marine bacterium Pseudomonas stutzeri 273 to mercury stress // Frontiers in Microbiology. 2018. Vol. 9. 682. doi: 10.3389/fmicb.2018.00682.

Burri R., Stutzer A. Ueber Nitrat zerstorende Bakterien und den durch dieselben bedingten Stickstoffverlust // Zentralblatt fur Bakteriologie. Abt. II. 1895. Vol. 1. PP. 257-265.

Lehman K.B., Neumann O.R. Atlas und Grundriss der Bakteriologie und Lehrbuch der speziellen bakteriologischen Diagnostik. Munchen : J.F. Lehman, 1896. 448 p. doi: 10. 5962/bhl.title. 117384.

Van Niel C.B., Allen M.B. A note on Pseudomonas stutzeri // Journal of Bacteriology. 1952. Vol. 64 (3). PP. 413-422. doi: 10.1128/jb.64.3.413-422.1952.

Lalucat J., Gomila M., Mulet M., Zaruma A., Garda-Valdes E. Past, present and future of the boundaries of the Pseudomonas genus: Proposal of Stutzerimonas gen nov. // Systematic and Applied Microbiology. 2022. Vol. 45. 126289. doi: 10.1016/j.syapm.2021. 126289.

Gomila M., Mulet M., Garda-Valdes E., Lalucat J. Genome-based taxonomy of the genus Stutzerimonas and proposal of S. frequens sp. nov. and S. degradans sp. nov. and emended descriptions of S. perfectomarina and S. chloritidismutans // Microorganisms. 2022. Vol. 10. 1363. doi: 10.3390/microorganisms10071363.

Дегтярева И.А., Бабынин Э.В., Мотина Т.Ю., Султанов М.И. Полногеномное секвенирование штамма Staphylococcus warneri, изолированного из загрязненной нефтью почвы // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2020. Т. 10, № 1. С. 48-55. doi: 10.21285/2227-2925-2020-10-1-48-55.

Jahangi G.Z., Arshad Q.A., Shah A., Younas A., Naz S., Ali Q. BioFertilizing efficiency of phosphate solubilizing bacteria in natural environment: A trial field study on stress tolerant potato (Solanum tuberosum L.) // Applied Ecology and Environmental Research. 2019. Vol. 17. PP. 10845-10859. doi: 10.15666/aeer/1705_1084510859.

Meignanalakshmi S., Charulatha M., Vijayarani K. A preliminary study to evaluate S. warneri MF612183 isolated from tannery effluent for bioremediation of heavy metals // Indian Journal of Pure & Applied Biosciences. 2018. Vol. 6. PP. 1347-1351. doi: 10. 18782/2320-7051.6280.

Mohsen L.Y., Jarallah E.M., Al-mamoori A.M.J. Screening and characterization of biosurfactant-producing bacteria isolated from oil-contaminated soil // Journal of Pharmaceutical Negative Results. 2022. Vol. 13. PP. 1325-1331. doi: 10.47750/pnr.2022.13. S08.164.

Olson R.D., Assaf R., Brettin T., Conrad N., Cucinell C., Davis J.J.Introducing the bacterial and viral bioinformatics resource center (BV-BRC): A resource combining PATRIC, IRD and ViPR // Nucleic Acids Research. 2023. Vol. 51. PP. D678-D689. doi: 10.1093/nar/gkac1003.

Parks D.H., Imelfort M., Skennerton C.T., Hugenholtz P., Tyson G.W. Check M: assessing the quality of microbial genomes recovered from isolates, single cells, and metagenomes // Genome Biology. 2015. Vol. 25. PP. 1043-1055. doi: 10.1101/gr.186072.114.

Liu D., Zhang Y., Fan G., Sun D., Zhang X., Yu Z., Wang J., Wu L., Shi W., Ma J. IPGA: A handy integrated prokaryotes genome and pan-genome analysis web service // iMeta. 2022. Vol. 1 (4). e55. doi: 10.1002/imt2.55.

Ondov B.D., Treangen T.J., Melsted P., Mallonee A.B., Bergman N.H., Koren S., Phillippy A.M. Mash: Fast genome and metagenome distance estimation using MinHash // Genome Biology. 2016. Vol. 17. PP. 132-145. doi: 10.1186/s13059-016-0997-x.

Meier-Kolthoff J.P., Sarda Carbasse J., Peinado-Olarte R.L., Goker M. TYGS and LPSN: a database tandem for fast and reliable genome-based classification and nomenclature of prokaryotes // Nucleic Acids Research. 2022. Vol. 50. PP. D801-D807. doi: 10.1093/ nar/gkab902.

Richter M., Rossello-Mora R., Glockner F.O., Peplies J. JSpeciesWS: A web server for prokaryotic species circumscription based on pairwise genome comparison // Bioinformatics. 2016. Vol. 32. PP. 929-931. doi: 10.1093/bioinformatics/btv681.

Letunic I., Bork P.Interactive tree of life (iTOL) v4: Recent updates and new developments // Nucleic Acids Research. 2019. Vol. 47. PP. W256-W259. doi: 10.1093/ nar/gkz239.

Aziz R.K., Bartels D., Best A.A., DeJongh M., Disz T., R Edwards A., Formsma K., Gerdes S., Glass E.M., Kubal M., Meyer F., Olsen G.J., Olson R., Osterman A.L., Overbeek R.A., McNeil L.K., Paarmann D., Paczian T., Parrello B., Pusch G.D., Reich C., Stevens R., Vassieva O., Vonstein V., Wilke A., Zagnitko O. The RAST Server: Rapid annotations using subsystems technology // BMC Genomics. 2008. Vol. 9. PP. 1-15. doi: 10.1186/1471-2164-9-75.

Cosentino S., Voldby Larsen M., Moller Aarestrup F., Lund O. PathogenFinder - Distinguishing friend from foe using bacterial whole genome sequence data // PLoS ONE. 2013. Vol. 8. e77302. doi: 10.1371/journal.pone.0077302.

Liu B., Zheng D., Jin Q., Chen L., Yang J. VFDB 2019: A comparative pathogenomic platform with an interactive web interface // Nucleic Acids Research. 2019. Vol. 47 (D1). PP. D687-D692. doi: 10.1093/nar/gky1080.

Chun J., Oren A., Ventosa A., Christensen H., Arahal D.R., da Costa M.S., Rooney A.P., Yi H., Xu X.W., De Meyer S., Trujillo M.E. Proposed minimal standards for the use of genome data for the taxonomy of prokaryotes // The International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 2018. Vol. 68. PP. 461-466. doi: 10.1099/ijsem.0. 002516.

Lalucat J., Bennasar A., Bosch R., Garda-Valdes E., Palleroni N. J. Biology of Pseudomonas stutzeri // Molecular Biology Reviews. 2006. Vol. 70. PP. 510-547. doi: 10.1128/ MMBR.00047-05.

Ladino-Orjuela G., Gomes E., da Silva R., Salt C., Parsons J.R. Metabolic pathways for degradation of aromatic hydrocarbons by bacteria // Reviews of Environmental Contamination and Toxicology. 2016. Vol. 237. PP. 105-121. doi: 10.1007/978-3-319-23573-8_5.

Rodríguez-Salazar J., Almeida-Juarez A.G., Ornelas-Ocampo K., Millán-López S., Raga-Carbajal E., Rodríguez-Mejía J.L., Muriel-Millán L.F., Godoy-Lozano E.E., Rivera-Gómez N., Rudiño-Piñera E., Pardo-López L. Characterization of a novel functional trimeric catechol 1,2-dioxygenase from a Pseudomonas stutzeri isolated from the Gulf of Mexico // Frontiers in Microbiology. 2020. Vol. 4. 1100. doi: 10.3389/fmicb.2020.01100.

Pardhi D.S., Panchal R.R., Raval V.H., Joshi R.G., Poczai P., Almalki W.H., Rajput K.N. Microbial surfactants: A journey from fundamentals to recent advances // Frontiers in Microbiology. 2022. Vol. 4. 982603. doi: 10.3389/fmicb.2022.982603.

Singh D.N., Tripathi A.K. Coal induced production of a rhamnolipid biosurfactant by Pseudomonas stutzeri, isolated from the formation water of Jharia coalbed // Bioresource Technology. 2013. Vol. 128. PP. 215-221. doi: 10.1016/j.biortech.2012.10.127.

Anbu P., Kang C-H, Shin Y-J., So J-S. Formations of calcium carbonate minerals by bacteria and its multiple applications // SpringerPlus. 2016. Vol. 5. 250. doi: 10.1186/ s40064-016-1869-2.

Regenhardt D., Heuer H., Heim S., Fernandez D.U., Strompl C., Moore E.R., Timmis K.N. Pedigree and taxonomic credentials of Pseudomonas putida strain KT2440 // Environmental Microbiology. 2002. Vol. 4 (12). PP. 912-915. doi: 10.1046/j.1462-2920.2002. 00368.x.

Qin S., Xiao W., Zhou C., Pu Q., Deng X., Lan L., Wu M. Pseudomonas aeruginosa: pathogenesis, virulence factors, antibiotic resistance, interaction with host, technology advances and emerging therapeutics // Signal Transduction and Targeted Therapy. 2022. Vol. 7 (1). 199. doi: 10.1038/s41392-022-01056-1.

Moradali M.F., Ghods S., Rehm B.H.A. Pseudomonas aeruginosa lifestyle: A paradigm for adaptation, survival, and persistence // Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2017. Vol. 7. 39. doi: 10.3389/fcimb.2017.00039.

Ligthart K., Belzer C., de Vos W.M., Tytgat H.L.P. Bridging bacteria and the gut: Functional aspects of type IV pili // Trends in Microbiology. 2020. Vol. 28 (5). PP. 340-348. doi: 10.1016/j.tim.2020.02.003.

Singh P.K., Little J., Donnenberg M.S. Landmark discoveries and recent advances in type IV pilus research // Microbiology and Molecular Biology Reviews. 2022. Vol. 86 (3). e0007622. doi: 10.1128/mmbr.00076-22.