Деструктор бифенила Rhodococcus sp. VR43-1: выделение, молекулярно-биологическая характеристика
Автор: Воронина Анна Олеговна, Плотникова Елена Генриховна
Журнал: Вестник Пермского университета. Серия: Биология @vestnik-psu-bio
Рубрика: Микробиология
Статья в выпуске: 1, 2019 года.
Бесплатный доступ
В микробном сообществе донных отложений р. Чапаевки, протекающей по территории предприятия «Средне-Волжский завод химикатов» (г. Чапаевск, Самарская обл.), выявлены генетические структуры (bphA1-гены), кодирующие бифенил 2,3-диоксигеназу (БДО), ключевой фермент, ответственный за деструкцию бифенила и полихлорированных бифенилов (ПХБ, токсичные трудноразлагаемые поллютанты). Обнаружено сходство на уровне 95.8-99.7% исследуемых нуклеотидных последовательностей с генами α-субъединиц БДО и других диоксигеназ (подсемейства бензол/толуол ДО) штаммов рода Rhodococcus. С использованием метода накопительного культивирования из образца донных отложений был выделен активный штамм-деструктор бифенила, обозначенный VR43-1. При сравнению нуклеотидных последовательностей генов 16S рРНК с гомологичными последовательностями из базы данных EzBioCloud, штамм VR43-1 имел наибольший уровень сходства (100%) с типовым штаммом R. wratislaviensis NBRC 100605T. Сравнение гена bphA1 штамма VR43-1 с bphA1-генами активных деструкторов бифенила/ПХБ R. jostii RHA1 и штаммов R. wratislaviensis Р13 и Ch628 показало их сходство на уровне 99.1 и 100%, соответственно.
Бифенил, полихлорированные бифенилы, бактерии-деструкторы, bpha1-гены, молекулярное клонирование генов
Короткий адрес: https://sciup.org/147227062
IDR: 147227062 | DOI: 10.17072/1994-9952-2019-1-48-55
Список литературы Деструктор бифенила Rhodococcus sp. VR43-1: выделение, молекулярно-биологическая характеристика
- Егорова Д.О. и др. Бактерии-деструкторы полихлорированных бифенилов из почв с различным уровнем загрязнения // Вестник Пермского университета. Сер. Биология. 2014. Вып. 4. C. 64-72.
- Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Методы генетической инженерии // Молекулярное клонирование. М.: Мир. 1984. 390 с.
- Методы общей бактериологии: пер. с англ. / под ред. Ф. Герхардта с соавторами. М.: Мир, 1983. Т. 1-3.
- Назаров А.В. и др. Эколого-микробиологическая оценка грунтов, загрязненных полихлорированными бифенилами // Экология человека. 2016. № 3. С. 3-8.
- Розанова Е.П., Назина Т.Н. Углеводородокисляющие бактерии и их активность в нефтяных пластах // Микробиология. 1982. Т. 51. С. 324-348.
- Федоров Л.А., Оноприенко В.В. Диоксины как экологическая опасность: ретроспектива и перспективы. М.: Наука, 1993. 266 с.
- Шумкова Е.С.и др. Полиморфизм генов bphA бактерий-деструкторов бифенила/полихлорированных бифенилов // Молекулярная биология. 2015. T. 49, № 4. C. 638-648.
- Dabrock B. et al. Identification and characterization of a transmissible linear plasmid from Rhodococcus erythropolis BD2 that encodes isopropylbenzene and trichloroethene catabolism // Applied and environmental microbiology. 1994. Vol. 60, № 3. P. 853-860.
- Furukawa K. Biochemical and genetic bases of microbial degradation of polychlorinated biphenyls (PCBs) // The Journal of general and applied microbiology. 2000. Vol. 46, № 6. P. 283-296.
- Gibson D., Parales R. Aromatic hydrocarbon dioxygenases in environmental biotechnology // Current opinion in biotechnology. 2000. Vol. 11, № 3. P. 236-243.
- Iwai S. et al. Gene-targeted-metagenomics reveals extensive diversity of aromatic dioxygenase genes in the environment // ISME J. 2010. Vol. 4. P. 279-285.
- Liang Y. et al. Potential for polychlorinated biphenyl biodegradation in sediments from Indiana Harbor and Ship Canal // International biodeterioration & biodegradation. 2014. Vol. 89. P. 50-57.
- Maltseva O.V. et al. Degradation of anaerobic reductive dechlorination products of Aroclor 1242 by aerobic bacteria // Biodegradation. 1999. Vol. 10. P. 363-371.
- Masai E. et al. Characterization of biphenyl catabolic genes of gram-positive polychlorinated biphenyl degrader Rhodococcus sp. strain RHA1 // Applied and Environmental Microbiolog. 1995. Vol. 61, № 6. P. 2079-2085.
- Murugan K., Vasudevan N. Intracellular toxicity exerted by PCBs and role of VBNC bacterial strains in biodegradation // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2018. Vol. 157. P. 40-60.
- Na K-S. et al. Isolation and characterization of benzene-tolerant Rhodococcus opacus strains // Journal of Bioscience and Bioengineering. 2005. Vol. 99, № 4. P. 378-382.
- Ohtsubo Y. et al. Strategies for bioremediation of polychlorinated biphenyls // Appl Microbiol Biotechnol. 2004. Vol. 65. P. 250-258.
- Petrić I. et al. Insight in the PCB-degrading functional community in long-term contaminated soil under bioremediation // Journal of soils and sediments. 2011. Vol. 11, № 2. P. 290-300.
- Pieper D.H. Aerobic degradation of polychlorinated biphenyls // Appl Microbiol Biotechnol. 2005. Vol. 67. P. 170-191.
- Pieper D.H., Seeger M. Bacterial metabolism of polychlorinated biphenyls // J Mol Microbiol Biotechnol. 2008. Vol.15. P. 121-138.
- Sharma J.K. et al. Advances and perspective in bioremediation of polychlorinated biphenyl-contaminated soils // Environ. Sci. Pollut. Res. 2018. Vol. 25. P. 16355-16375.
- Short protocols in molecular biology. 3rd ed. / Eds. Ausbel F.M. et al. New York: John Wiley & Sons, 1995. 450 p.
- Stecker C. et al. Complete nucleotide sequence and genetic organization of the 210-kilobase linear plasmid of Rhodococcus erythropolis BD2 // Journal of bacteriology. 2003. Vol. 185, № 17. P. 5269-5274.
- Taguchi K. et al. Polychlorinated biphenyl/biphenyl degrading gene clusters in Rhodococcus sp. K37, HA99, and TA431 are different from well-known bph gene clusters of rhodococci // Bioscience, biotechnology, and biochemistry. 2007. Vol. 71, № 5. P. 1136-1144.
- Takeda H. et al. Characterization of transcriptional regulatory genes for biphenyl degradation in Rhodococcus sp. strain RHA1 // Journal of Bacteriology. 2004. Vol. 186, № 7. P. 2134-2146.
- Warren R. et al. Functional characterization of a catabolic plasmid from polychlorinated-biphenyldegrading Rhodococcus sp. strain RHA1 // Journal of Bacteriology. 2004. Vol. 186, № 22. P. 7783-7795.
- Xiong F. et al. Expression, purification and functional characterization of a recombinant 2,3-dihydroxybiphenyl-1,2-dioxygenase from Rhodococcus rhodochrous // Mol. Biol. Rep. 2011. Vol. 38. P. 4303-4308.
- Yang X. et al. Genome sequence of Rhodococcus sp. strain R04, a polychlorinated-biphenyl biodegrader // Journal of Bacteriology. 2011. Vol. 193, № 18. P. 5032-5033.
- Yano K. et al. Degradation of benzotrifluoride via the dioxygenase pathway in Rodococcus sp. 065240 // Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 2015. Vol. 79, №. 3. P. 496-504.
