派森諾生物與華東理工大學(xué)合作，在《International Biodeterioration & Biodegradation》（影響因子：2.962）發(fā)表文章，研究中度嗜鹽菌Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2對(duì)典型相容性溶質(zhì)的合成轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制。
研究背景
中度嗜鹽菌Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2在高鹽條件下具有苯酚降解能力。石油煉焦、醫(yī)藥、化工、印染等行業(yè)排放的廢水中均含有較高的鹽度和高濃度的苯酚，因此，該菌株在高鹽含酚廢水處理中具有較高的應(yīng)用潛力。中度嗜鹽菌可通過自身合成或轉(zhuǎn)運(yùn)相容性溶質(zhì)（Compatible solutes）的方式抵抗細(xì)胞外的高滲透壓。相容性溶質(zhì)是由多種有機(jī)化合物組成的混合物，其在維持菌株代謝酶系統(tǒng)穩(wěn)定和適應(yīng)高鹽環(huán)境的過程中扮演滲透保護(hù)劑的角色。目前，微生物體內(nèi)相容性溶質(zhì)生物合成和轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)基因的發(fā)掘和研究成為熱點(diǎn)。
本文的主要研究目的是通過對(duì)中度嗜鹽菌Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2的全基因組進(jìn)行測(cè)序，發(fā)掘該菌株合成和轉(zhuǎn)運(yùn)相容性溶質(zhì)的相關(guān)基因，探究中度嗜鹽菌適應(yīng)高鹽滲透壓環(huán)境的機(jī)制。
該研究當(dāng)中完成的對(duì)中度嗜鹽菌Virgibacillus halodenitrificans的全基因組測(cè)序尚屬首例。
研究方法
測(cè)序平臺(tái)： Pacific Biosciences RSⅡ和Illumina Miseq高通量測(cè)序平臺(tái)。
研究材料： 中度嗜鹽菌Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2。
研究結(jié)果
1. 基因組特征
本文完成了對(duì)中度嗜鹽菌Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2的全基因組測(cè)序，并將染色體和質(zhì)粒序列信息上傳至Genbank，檢索號(hào)為NZ_CP017962.1，NZ_CP017963.1。
2. 相容性溶質(zhì)合成和轉(zhuǎn)運(yùn)的相關(guān)基因
在完成對(duì)Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2菌株的全基因組分析之后，該研究對(duì)相容性溶質(zhì)合成和轉(zhuǎn)運(yùn)的相關(guān)基因進(jìn)行了注釋。Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2可以合成多種相容性溶質(zhì)，其中幾種物質(zhì)：四氫嘧啶（Ectoine）和羥化四氫嘧啶(Hydroxyectoine)合成基因ectABCD，谷氨酸鹽合成基因，與甜菜堿合成有關(guān)的甜菜堿醛脫氫酶（BADH）基因，以及與海藻糖酶代謝有關(guān)基因等被鑒定出來(lái)。
通過軟件分析觀察到，ectA（513bp）、ectB（1278bp）、ectC（387bp）、ectD（897bp）四個(gè)基因同方向排列，它們翻譯方向與在染色體中的讀碼方向相反。其中ectA與ectB、ectC距離較近，而與ectD基因序列之間相隔距離很遠(yuǎn)（1205086bp），因此推斷ectA、ectB和ectC在翻譯過程中由一個(gè)啟動(dòng)子控制，而ectD由另一個(gè)啟動(dòng)子控制。該研究提示，獲得菌株全基因組序列可以對(duì)其基因構(gòu)架和排列有更系統(tǒng)的概覽，對(duì)探究目的基因的作用機(jī)制具有重要意義。
3. 總結(jié)
本研究通過對(duì)中度嗜鹽菌Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2進(jìn)行高通量測(cè)序分析，得到該菌株的全基因組序列和基因圈圖，對(duì)與相容性溶質(zhì)合成和轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)的基因進(jìn)行系統(tǒng)挖掘，為探究中度嗜鹽菌適應(yīng)高鹽滲透壓環(huán)境的相關(guān)機(jī)制奠定基礎(chǔ)。
【注】本研究中測(cè)序和數(shù)據(jù)分析工作由上海派森諾生物科技股份有限公司完成。
4. 文章索引
Y Zhou，ZY Sun，H Li，CJ Qian，X Wu，HZ Tang，F(xiàn)awad Ali，and YD Liu，(2017). Investigation of compatible solutes synthesis and transport of Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2 with complete genome analysis. International Biodeterioration & Biodegradation 122 (2017) 165e172. Doi:10.1016/j.ibiod.2017.05.005
