Vasylieva, Nataliia Yu.Kishynska, М. О.Shtenikov, Mykola D.Васильєва, Наталія ЮріївнаКішинська, М. О.Штеніков, Микола Дмитрович2024-06-072024-06-072024Vasylieva N. Yu. Analysis of biosynthetic gene clusters of Bacillus velezensis ONU 553 in silico / N. Yu. Vasylieva, М. О. Kishynska, M. D. Shtenikov // Мікробіологія і біотехнологія. – 2024. – № 1(60). – С. 45–63.2076-0558https://dspace.onu.edu.ua/handle/123456789/38310Метою роботи був аналіз кластерів генів асоційованих з біосинтезом вторинних метаболітів (BGC) Bacillus velezensis ONU 553 з використанням біоінформатичних методів. Методи. Ідентифікацію виду проводили з використанням сервера TYGS; для розрахунку ANI (Average Nucleotide Identity) використовували EzBioCloud. Аналіз наявності кластерів генів, бактеріоцинів проводили за допомогою antiSMASH, Bagel4, відповідно. Результати. Показано, що за результатами ідентифікації, філогенетичного аналізу та ДНК-ДНК-гібридизації (DDH), проведеної in silico штам Bacillus velezensis ONU 553 відноситься до оперативної групи B. amyloliquefaciens (OGBa). В геномі дослідженного штаму виявлені послідовності, що ідентифіковані як можливі фаги та CpG-острівки. Ідентифіковано 12 кластерів біосинтетичних генів (BGC) з використанням інструменту antiSMASH. Визначено кластер нового метаболіту (регіон 11). Показана наявність двох кластерів генів бактеріоцинів в геномі Bacillus velezensis ONU 553, які на підставі гомології корового гена віднесені до uberolysin/carnocyclin та антимікробного пептиду LCI. Висновки. Підтверджена належність Bacillus velezensis ONU 553 до групи B. amyloliquefaciens (OGBa). Визначені кластери генів, які відповідають за синтез сурфактинів, полієнових антибіотиків, антимікробних пептидів, макролідних антибіотиків та бактеріоцинів. Отримані результати свідчать, що B. velezensis ONU 553 є перспективним для використання в галузі «Блакитної біотехнології» для розробки нових препаратів з антимікробною та антифунгіцідною активністю.The aim of the work was to analyse biosynthetic gene clusters (BGC) of Bacillus velezensis ONU 553 based on bioinformatics approach. Methods. Identification of species was processed with tools of TYGS server; EzBioCloud was used to calculate ANI. Analysis of biosynthetic gene, bacteriocin, and antibiotic resistance gene clusters using antiSMASH, Bagel4, respectively. The results. It is shown that the results of identification, phylogenetic analysis and DNA-DNA hybridization (DDH) carried out in silico proved that the strain Bacillus velezensis ONU 553 belongs to the operational group B. amyloliquefaciens (OGBa). Sequences identified as possible phages and CpG-islands were found in the genome of our strain. 12 biosynthetic gene clusters (BGC) were identified using antiSMASH. One new cluster capable of synthesizing a new metabolite was identified (region 11). The presence of two clusters of bacteriocins in the genome of Bacillus velezensis ONU 553, which are assigned to uberolysin/carnocyclin and the antimicrobial peptide LCI based on the identification of the core gene, is shown. Conclusions. The preliminary identification of the Bacillus velezensis ONU 553 strain as a representative of the Bacillus velezensis strain of the B. amyloliquefaciens group (OGBa) was confirmed. The presence of gene clusters of secondary metabolites responsible for the synthesis of surfactins, polyene antibiotics, antimicrobial peptides, macrolide antibiotics and bacteriocins was shown. The obtained results indicate that the Bacillus velezensis ONU 553 strain is promising for use in the field of "Blue Biotechnology" for the development of new drugs with antimicrobial and antifungal activity.enBacillus velezensisbiosynthetic gene clusters (BGC)bioinformatic analysisкластери генівбіоінформатичний аналізArticlehttps://doi.org/10.18524/2307-4663.2024.1(60).302315577.182:579.2532307-4663