Полногеномное секвенирование штамма Staphylococcus warneri, изолированного из загрязненной нефтью почвы

Обложка
  • Авторы: Дегтярева И.А.1,2, Бабынин Э.В.3,1, Мотина Т.Ю.1, Султанов М.И.1
  • Учреждения:
    1. Татарский научно-исследовательский институт агрохимии и почвоведения – обособленное структурное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»
    2. Казанский национальный исследовательский технологический университет
    3. Казанский (Приволжский) федеральный университет
  • Выпуск: Том 10, № 1 (2020)
  • Страницы: 48-55
  • Раздел: Физико-химическая биология
  • URL: https://journal-vniispk.ru/2227-2925/article/view/299264
  • DOI: https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-1-48-55
  • ID: 299264

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Биоремедиация с использованием бактериальных консорциумов представляет собой перспективный подход к очистке вод, грунтов и атмосферы от загрязнений нефтью и ее производными. Из нефтезагрязненной черноземной почвы на территории Ромашкинского месторождения Республики Татарстан выделены микроорганизмы-деструкторы, три из которых отобраны по устойчивости к нефти и способности к производству биосурфактантов. Секвенирование генома штамма Staphylococcus warneri, выделенного в составе консорциума микроорганизмов-деструкторов, проведено на платформе MiSeq Illumina. Cреднее содержание GC-пар в геноме составило 32,7 %. Аннотирование генома выполнено с использованием сервера RAST. SEED viewer использовали для отнесения предсказанных генов к функциональным категориям. Показано, что данный геном содержит 2535 кодирующих белок последовательностей. Большинство аннотированных генов определяет синтез аминокислот и их производных (255), углеводный обмен (195), белковый метаболизм (167), кофакторы, витамины, простетические группы и пигментные образования (87), нуклеозиды и нуклеотиды (78), метаболизм жирных кислот, липидов и изопреноидов (55) и метаболизм ДНК (68). Полногеномное секвенирование и аннотирование генома штамма Staphylococcus warneri подтвердило наличие у него углеводородокисляющих свойств. Выявлено два гена неохарактеризованных белков yddN и yceB, имеющих сходство с алканал-монооксигеназами, которые, вероятно, принимают участие в биодеградации алканов. Три гена, обнаруженные в этом штамме, кодируют ферменты катехол-2,3-диоксигеназу, фумарилацетоацетат-гидролазу и салицилат-1-монооксигеназу, участвующие в биодеградации ароматических углеводородов. Полученные данные последовательности генома позволяют лучше понять механизмы деградации (поглощения) углеводородов штаммом Staphylococcus warneri и его роль в бактериальном консорциуме. 

Об авторах

И. А. Дегтярева

Татарский научно-исследовательский институт агрохимии и почвоведения – обособленное структурное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»; Казанский национальный исследовательский технологический университет

Email: peace-1963@mail.ru

Э. В. Бабынин

Казанский (Приволжский) федеральный университет; Татарский научно-исследовательский институт агрохимии и почвоведения – обособленное структурное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»

Email: edward.b67@mail.ru

Т. Ю. Мотина

Татарский научно-исследовательский институт агрохимии и почвоведения – обособленное структурное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»

Email: motina.tatyana@mail.ru

М. И. Султанов

Татарский научно-исследовательский институт агрохимии и почвоведения – обособленное структурное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»

Email: niiaxp2@mail.ru

Список литературы

  1. Hu G., Li J., Zeng G. Recent development in the treatment of oily sludge from petroleum industry: a review // Journal of Hazardous Materials. 2013. Vol. 261. P. 470–490. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2013.07.069
  2. Fuentes S., Méndez V., Aguila P., Seeger M.Bioremediation of petroleum hydrocarbons: catabolic genes, microbial communities, and applications // Applied Microbiology and Biotechnology. 2014. Vol. 98. Issue 11. P. 4781–4794. https://doi.org/10.1007/s00253-014-5684-9
  3. Дегтярева И.А., Яппаров И.А., Яппаров А.Х., Ежкова А.М., Давлетшина А.Я., Шайдуллина И.А. Создание и применение биоудобрения на основе эффективного консорциума микроорганизмов-деструкторов для рекультивации нефтезагрязненных почв Республики Татарстан // Нефтяное хозяйство. 2017. N. 5. С. 100–103. https://doi.org/10.24887/0028-2448-2017-5-100-103
  4. Juwarkar A.A., Misra R.R., Sharma J.K. Re-cent trends in bioremediation. In: Parmar N., Singh A. (eds.). Geomicrobiology and Biogeochemistry. Berlin: Springer. 2014. P. 81–100.
  5. Дегтярева И.А., Давлетшина А.Я. Применение консорциума аборигенных углеводородокисляющих микроорганизмов для ремедиации черноземной и серой лесной почв Республики Татарстан // Вестник Казанского технологического университета. 2015. Т. 18. N. 4. С. 275–278.
  6. Brooijmans R.J.W., Pastink M.I., Siezen R.J. Hydrocarbon-degrading bacteria: the oil-spill clean-up crew // Microbial Biotechnology. 2009. Vol. 2. Issue 6. P. 587–594. https://doi.org/10.1111/j.1751-7915.2009.00151.x
  7. Carmona M., Zamarro M.T., Blazquez B., Durante-rodriguez G., Juarez J.F., Valderrama J.A., et al. Anaerobic catabolism of aromatic compounds: a genetic and genomic view // Microbiology and Molecular Biology Reviews. 2009. Vol. 73. Issue 1. P. 71– 133. https://doi.org/10.1128/MMBR.00021-08
  8. Дегтярева И.А., Хидиятуллина А.Я. Оценка влияния природных ассоциаций углеводородокисляющих микроорганизмов на состояние нефтезагрязненной почвы // Ученые записки Казанского университета. 2011. Т. 153. N. 3. С. 137–143.
  9. Moscoso F., Teijiz I., Deive F.J., Sanromán M.A. Efficient PAHs biodegradation by a bacterial consortium at flask and bioreactor scale // Bioresource Technology. 2012. Vol. 119. P. 270–276. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2012.05.095
  10. M’rassi A.G., Bensalah F., Gury J., Duran R. Isolation and characterization of different bacterial strains for bioremediation of n-alkanes and polycyclic aromatic hydrocarbons // Environmental Science and Pollution Research. 2015. Vol. 22. Is-sue 20. P. 15332–15346. https://doi.org/10.1007/s11356-015-4343-8
  11. Bhardwaj B., Bhatnagar U.B., Conaway D. G. An unusual presentation of native valve endocarditis caused by Staphylococcus warneri // Reviews in Cardiovascular Medicine. 2016. Vol. 17. Issue 3-4. P. 140–143. https://doi.org/10.3909/ricm0823
  12. Godini K., Samarghandi M.R., Zafari D., Rahman A.R., Afkhami A., Arabestani M.R. Isolation and identification of new strains of crude oil degrading bacteria from Kharg Island, Iran // Petroleum Science and Technology. 2018. Vol. 36. Issue 12. P. 869–874. https://doi.org/10.1080/10916466.2018.1447961
  13. Popowicz G.M., Dubin G., Stec-Niemczyk J., Czarny A., Dubin A.D., Potempa J., et al. Functional and structural characterization of Sp1 protease from Staphylococcus aureus // Journal of Molecular Biology. 2006. Vol. 358. Issue 1. P. 270–279. https://doi.org/10.1016/j.jmb.2006.01.098
  14. Eddouaouda K., Mnif S., Badis A., Younes S.B., Cherif S., Ferhat S., et al. Characterization of a novel biosurfactant produced by Staphylococcus sp. strain 1E with potential application on hydrocarbon bioremediation // Journal of Basic Microbiology. 2012. Vol. 52. Issue 4. P. 408–418. https://doi.org/10.1002/jobm.201100268
  15. Bankevich A., Nurk S., Antipov D., Gurevich A., Dvorkin M., Kulikov A., et al. SPAdes: a new genome assembly algorithm and its applications to single-cell sequencing // Journal of Computational Biology. 2012. Vol. 19. P. 455–477. https://doi.org/10.1089/cmb.2012.0021
  16. Brettin T., Davis J.J., Disz T., Edwards R.A., Gerdes S., Olsen G.J., et al. RASTtk: a modular and extensible implementation of the RAST algorithm for building custom annotation pipelines and annotating batches of genomes // Scientific Reports. 2015. Vol. 5. P. 8365. https://doi.org/10.1038/srep08365
  17. Overbeek R., Olson R., Pusch G.D., Olsen G.J., Davis J.J., et al. The SEED and the rapid annotation of microbial genomes using subsystems technology (RAST) // Nucleic Acids Research. 2014. Vol. 42. P. D206–D214. https://doi.org/10.1093/nar/gkt1226
  18. Mesarch M.B., Nakatsu C.H., Nies L. Development of catechol 2,3-dioxygenase-specific primers for monitoring bioremediation by competitive quantitative PCR // Applied and Environmen Microbiology. 2000. Vol. 66. Issue 2. P. 678–683. https://doi.org/10.1128/aem.66.2.678-683.2000
  19. Pérez-Pantoja D., González B., Pieper D.H. Aerobic degradation of aromatic hydrocarbons. In: Timmis K.N. (eds.). Handbook of Hydrocarbon and Lipid Microbiology. Berlin: Springer, 2010. P. 799–837.
  20. Sierra-Garcia I.N., Alvarez J.C., de Vasconcellos S.P., de Souza A.P., dos Santos Neto E.V., de Oliveira V.M. New hydrocarbon degradation pathways in the microbial metagenome from Brazilian petroleum reservoirs // Public Library of Science. 2014. Vol. 9. Issue 2. P. e90087. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0090087

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».