Сіквенс геному Bacillus pumilus ONU 554, ізольованого з глибоководних донних відкладень Чорного моря
Вантажиться...
Файли
Дата
2020
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
ISSN
E-ISSN
Назва тому
Видавець
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
Анотація
Метою роботи було проаналізувати структуру генома бактерій штаму
Bacillus sp. ONU 554, ізольованого з донних осадів Чорного моря, для його
ідентифікації та виявлення генів, що відповідають за синтез біологічно активних сполук. Матеріали та методи. Об'єктом дослідження були
структура та характеристика геному антагоністично активних бактерій
штаму Bacillus pumilus ONU 554. Геномну ДНК було секвеновано з використанням секвенатора НiSeq 1500 (Illumina). Збирання геному виконано з використанням асемблеру Newbler версії 2.8, визначення видової приналежності
штаму - за допомогою сервера TYGS, підрахунок ANI - з використанням
Ezbiocloud. Анотування геному здійснили за допомогою серверів PATRIC та
NCBI PGAP, пошук кластерів біосинтезу антибіотиків та бактеріоцинів
- за допомогою antiSMASH та Bagel4, відповідно. Пошук детермінант патогенності виконувався за допомогою IslandViewer, резистентності до антибіотиків - ResFinder-3.2, пошук профагових елементів з використанням
PHASTER. Результати. За даними повногеномного порівняння та 16S рРНК
Bacillus sp. ONU 554 було ідентифіковано як Bacillus pumilus ONU 554. Його
геном має розмір 3 642 544 п.о., який менший за геном типового штаму на
90 кб за рахунок ряду делецій. Виявлено плазміду, чотири профагових елементи, один з яких на плазміді та 14 біосинтетичних кластерів, з яких три
належать бактеріоцинам. Висновки. Таким чином, можна стверджувати,
що дані повногеновного секвенування є більш надійним інструментом видової ідентифікації ніж аналіз тотального жирно кислотного профілю, а
штам, геном якого проаналізовано, може стати об’єктом для подальшої
молекулярно-біотехнологічної роботи з вивчення та гетерологічної експресії виявлених кластерів.
Целью работы было проанализировать структуру генома бактерий штамма Bacillus sp. ONU 554, который был выделен из глубоководных донных отложений Черного моря, для его идентификации и выявления генов, которые отвечают за синтез биологически активных соединений. Материалы и методы. Объектом исследования были структура и характеристики генома антагонистически активных бактерий штамма Bacillus pumilus ONU 554. Геномная ДНК была секвенирована с использованием секвенатора НiSeq 1500 (Illumina). Сборка генома выполнена с использованием ассемблера Newbler версии 2.8, определение видовой принадлежности штамма - с помощью сервера TYGS, подсчет ANI - с использованием Ezbiocloud. Аннотирование генома осуществлялось с помощью серверов PATRIC и NCBI PGAP, поиск кластеров биосинтеза антибиотиков и бактериоцинов - с помощью antiSMASH и Bagel4, соответственно. Поиск детерминант патогенности выполнялся с помощью IslandViewer, резистентности к антибиотикам - ResFinder-3.2, поиск профаговых элементов с использованием PHASTER. Результаты. По данным полногеномного сравнения и 16S рРНК Bacillus sp. ONU 554 был идентифицирован как Bacillus pumilus ONU 554. Его геном имеет размер 3642544 п.о., который меньше генома обычного штамма на 90 кб за счет ряда делеций. Выявлена плазмида, четыре профаговых эле-мента, один из которых на плазмиде, и 14 биосинтетических кластеров, из которых три относятся к бактериоцинам. Выводы. Таким образом, можно утверждать, что данные полногеномного секвенирования являются более надежным инструментом видовой идентификации, чем анализ тотального жирнокислотного профиля, а штамм, геном которого был проанализирован, может стать объектом для дальнейшей молекулярно-биотехнологической работы по изучению и гетерологической експрессии выявленных кластеров.
The aim of the work was to analyse the structure of the genome of bacteria of the strain Bacillus sp. ONU 554 for its identification and revealing of the genes which are responsible for production of biologically active compounds. Materials and methods. The object of the study were structure and characteristics of antagonistically active bacteria of the strain Bacillus pumilus ONU 554. Genomic DNA was sequenced using the sequencer NiSeq 1500 (Illumina). The genome was assembled using the Newbler assembler version 2.8, the species of the strain was determined using a TYGS server, and the ANI was calculated using Ezbiocloud. Genome annotation was performed using PATRIC and NCBI PGAP servers, and clusters of antibiotic and bacteriocin biosynthesis were searched using antiSMASH and Bagel4, respectively. Search for determinants of pathogenicity was performed using IslandViewer, antibiotic resistance - ResFinder-3.2, search for prophage elements using PHASTER. Results. According to whole genome comparison and 16S rRNA of Bacillus sp. ONU 554 was identified as Bacillus pumilus ONU 554. Its genome is 3,642,544 bp in size, which is 90 kb smaller than the genome of a type strain due to a number of deletions. A plasmid, four prophage elements, one of which is on the plasmid, and 14 biosynthetic clusters, three of which belong to bacteriocins, were identified. Conclusions. Thus, we can conclude that whole-genome sequencing data are a more reliable tool for species identification than analysis of the total fatty acid profile, and the strain whose genome was analyzed can become an object for further molecular biotechnological work on the exploration and heterological expression of the identified clusters.
Целью работы было проанализировать структуру генома бактерий штамма Bacillus sp. ONU 554, который был выделен из глубоководных донных отложений Черного моря, для его идентификации и выявления генов, которые отвечают за синтез биологически активных соединений. Материалы и методы. Объектом исследования были структура и характеристики генома антагонистически активных бактерий штамма Bacillus pumilus ONU 554. Геномная ДНК была секвенирована с использованием секвенатора НiSeq 1500 (Illumina). Сборка генома выполнена с использованием ассемблера Newbler версии 2.8, определение видовой принадлежности штамма - с помощью сервера TYGS, подсчет ANI - с использованием Ezbiocloud. Аннотирование генома осуществлялось с помощью серверов PATRIC и NCBI PGAP, поиск кластеров биосинтеза антибиотиков и бактериоцинов - с помощью antiSMASH и Bagel4, соответственно. Поиск детерминант патогенности выполнялся с помощью IslandViewer, резистентности к антибиотикам - ResFinder-3.2, поиск профаговых элементов с использованием PHASTER. Результаты. По данным полногеномного сравнения и 16S рРНК Bacillus sp. ONU 554 был идентифицирован как Bacillus pumilus ONU 554. Его геном имеет размер 3642544 п.о., который меньше генома обычного штамма на 90 кб за счет ряда делеций. Выявлена плазмида, четыре профаговых эле-мента, один из которых на плазмиде, и 14 биосинтетических кластеров, из которых три относятся к бактериоцинам. Выводы. Таким образом, можно утверждать, что данные полногеномного секвенирования являются более надежным инструментом видовой идентификации, чем анализ тотального жирнокислотного профиля, а штамм, геном которого был проанализирован, может стать объектом для дальнейшей молекулярно-биотехнологической работы по изучению и гетерологической експрессии выявленных кластеров.
The aim of the work was to analyse the structure of the genome of bacteria of the strain Bacillus sp. ONU 554 for its identification and revealing of the genes which are responsible for production of biologically active compounds. Materials and methods. The object of the study were structure and characteristics of antagonistically active bacteria of the strain Bacillus pumilus ONU 554. Genomic DNA was sequenced using the sequencer NiSeq 1500 (Illumina). The genome was assembled using the Newbler assembler version 2.8, the species of the strain was determined using a TYGS server, and the ANI was calculated using Ezbiocloud. Genome annotation was performed using PATRIC and NCBI PGAP servers, and clusters of antibiotic and bacteriocin biosynthesis were searched using antiSMASH and Bagel4, respectively. Search for determinants of pathogenicity was performed using IslandViewer, antibiotic resistance - ResFinder-3.2, search for prophage elements using PHASTER. Results. According to whole genome comparison and 16S rRNA of Bacillus sp. ONU 554 was identified as Bacillus pumilus ONU 554. Its genome is 3,642,544 bp in size, which is 90 kb smaller than the genome of a type strain due to a number of deletions. A plasmid, four prophage elements, one of which is on the plasmid, and 14 biosynthetic clusters, three of which belong to bacteriocins, were identified. Conclusions. Thus, we can conclude that whole-genome sequencing data are a more reliable tool for species identification than analysis of the total fatty acid profile, and the strain whose genome was analyzed can become an object for further molecular biotechnological work on the exploration and heterological expression of the identified clusters.
Опис
Ключові слова
Bacillus pumilus, анотація геному, морські бактерії, донні відкладення, Чорне море, бактеріоцини, антимікробні сполуки, аннотация генома, морские бактерии, донные отложения, Черное море, бактериоцины, антимикробные соединения, genome annotation, marine bacteria, bottoms sediments, Black sea, bacteriocins, antimicrobial compounds
Бібліографічний опис
Мікробіологія і біотехнологія