ГЕНОМНИЙ АНАЛІЗ STREPTOMYCES SP. LV42-5, ВИДІЛЕНОГО З ВІДВАЛІВ У М. ШЕПТИЦЬКИЙ

Анотація

Актиноміцети, особливо представники роду Streptomyces, залишаються найпродуктивнішим бактеріальним джерелом вторинних метаболітів для медичного та біотехнологічного застосування. Однак сучасний пошук лікарських засобів дедалі частіше стикається з проблемою високого рівня повторного відкриття відомих молекул і зі складністю активації «мовчазних» кластерів генів біосинтезу (BGCs) у стандартних лабораторних умовах. Для вирішення цієї проблеми скринінг в екстремальних середовищах, таких як забруднені важкими металами відвали шахт, став стратегічним підходом у виявленні штамів з унікальними метаболічними адаптаціями та хімічно різноманітними природними сполуками. У цьому дослідженні представлено результати повногеномного секвенування, збірки та комплексного біоінформатичного аналізу Streptomyces sp. Lv42-5 – екстремотолерантного штаму, виділеного з ризосфери берези повислої (Betula pendula), що росла на промисловому відвалі шахти у м. Шептицький, Україна. Геномне секвенування з використанням платформи Illumina та подальша de novo збірка дали змогу отримати високоякісний чорновий геном розміром 9,84 млн п. н. із вмістом Г+Ц 71 %. Філогеномний аналіз із використанням GTDB і розрахунок середньої нуклеотидної ідентичності (ANI) показав, що штам Lv42-5 має лише 93,36 % ANI зі своїм найближчим родичем, Streptomyces diastatochromogenes. Це значення істотно нижче за поріг розмежування видів у 95–96 %, що підтверджує приналежність Lv42-5 до таксономічно нового виду. Функціональна анотація за допомогою сервера RAST вказала на те, що значна частина геному присвячена метаболічним процесам, зокрема, метаболізму амінокислот і вуглеводів, при цьому немає генів, які відповідали би за рухливість і фотосинтез. Важливо зазначити, що геном кодує потужний генетичний арсенал стійкості до важких металів, включаючи специфічні механізми толерантності до міді, кобальту, цинку та кадмію, а це відображає успішну адаптацію штаму до металовмісного середовища існування. Геномний майнінг за допомогою antiSMASH 8.1 виявив багатий біосинтетичний профіль, який включає 43 ймовірні кластери генів. Отримані результати характеризують Streptomyces sp. Lv42-5 як новий, стрес-адаптований вид зі значним подвійним потенціалом для біоремедіації забруднень важкими металами та відкриття нових терапевтичних засобів.