Філогенетична характеристика та антибіотична активність природних ізолятів роду Saccharopolyspora

  • С. І. Тістечок Львівський національний університет ім. І. Франка, Україна, 79000, м. Львів, вул. Університетська, 1; ТОВ «Експлоджен», Україна, 79053, м. Львів, вул. Володимира Великого, 16 https://orcid.org/0000-0003-2116-746X
  • С. Б. Маркевич Львівський національний університет імені Івана Франка, Україна, 79005, м. Львів, вул. Грушевського, 4
  • С. А. Пінчук Львівський національний університет імені Івана Франка, Україна, 79005, м. Львів, вул. Грушевського, 4
  • В. О. Федоренко Львівський національний університет імені Івана Франка, Україна, 79005, м. Львів, вул. Грушевського, 4 https://orcid.org/0000-0002-7672-1897
  • О. М. Громико Львівський національний університет імені Івана Франка, Україна, 79005, м. Львів, вул. Грушевського, 4 https://orcid.org/0000-0002-8107-0128
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v38.1805
Ключові слова: актиноміцети, Saccharopolyspora, філогенетичний аналіз, антимікробна активність

Анотація

Мета. Рідкісні роди актиноміцетів, такі як рід Saccharopolyspora є цінним джерелом біологічно активних сполук з різноманітними активностями. З огляду на це, метою цього дослідження було дослідити філогенію природних ізолятів ризосферних актиноміцетів Кримського півострова роду Saccharopolyspora та їхній потенціал до синтезу антибіотичних сполук. Методи. У роботі використано мікробіологічні, біоінформатичні, молекулярно-генетичні та статистичні методи. Результати. Досліджено філогенію ризосферних актиноміцетів у межах роду Saccharopolyspora, використовуючи нуклеотидні послідовності генів 16S рРНК, gyrB та rpoВ. Показано внутрішньородову диференціацію ізолятів у межах роду Saccharopolyspora. Встановлено імовірну належність ізолятів Saccharopolyspora sp. Oe 2-284 та Oa 2-139 до одного виду. Виявлено, що антимікробна активність ізолятів суттєво залежить від умов культивування. Найбільш виражену антибіотичну активність продемонстрував ізолят Saccharopolyspora sp. Oe 2-284, який пригнічував ріст як грампозитивних, так і грамнегативних бактерій. Ізолят Oa 2-139 проявляв помірну активність, тоді як Je 1-415 та Ya 6-223 не виявляли антимікробної активності проти використаних тест-культур мікроорганізмів. Жоден ізолят не був активним проти Candida albicans Berkhout. Висновки. Філогенетичний аналіз на основі генів 16S рРНК, gyrB та rpoВ афіліював досліджувані ізоляти до роду Saccharopolyspora. Окремі ізоляти роду Saccharopolyspora демонструють значний біосинтетичний потенціал до продукування біологічно активних сполук антимікробної дії.

Посилання

Barka E. A., Vatsa P., Sanchez L., Gaveau-Vaillant N., Jacquard C., Meier-Kolthoff J. P., Klenk H.-P., Clément Ch., Ouhdouch Y., P van Wezel G. Taxonomy, physiology, and natural products of Actinobacteria. Microbiology and Molecular Biology Re-views. 2015. Vol. 80 (1). P. 1–43. https://doi.org/10.1128/MMBR.00019-15.

Bridget A. F., Budhathoki R., Huo C., Joshi S., Parajuli N., Sohng J. K., Kim K. H. Activation of cryptic biosynthetic pathways in Saccharopolyspora spinosa through deletion of the spinosyn gene cluster: induction of cryptic and bioactive natural products. Archives of Pharmacal Research. 2025. Vol. 48. P. 514–527. https://doi.org/10.1007/s12272-025-01553-1.

Guo Y., Zheng W., Rong X., Huang Y. A multilocus phylogeny of the Streptomyces griseus 16S rRNA gene clade: use of multi-locus sequence analysis for streptomycete systematics. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 2008. Vol. 58. P. 149–159. https://doi.org/10.1099/ijs.0.65224-0.

Hoskisson P. A., Fernández-Martínez L. T. Regulation of specialised metabolites in Actinobacteria – expanding the paradigms. Environmental microbiology reports. 2018. Vol. 10 (3). P. 231–238. https://doi.org/10.1111/1758-2229.12629.

Jelić D., Antolović R. From erythromycin to azithromycin and new potential ribosome-binding antimicrobials. Antibiotics (Basel). 2016. Vol. 5 (3). P. 29. https://doi.org/10.3390/antibiotics5030029.

Kieser T., Bibb M. J., Buttner M. J., Chater K. F., Hopwood D. A. Practical Streptomyces genetics. Norwich (United Kingdom) : John Innes Foundation, 2000. 620 p.

Kumar S., Stecher G., Li M., Knyaz C., Tamura K. MEGA X: Molecular Evolutionary Genetics Analysis across Computing Platforms. Molecular Biology and Evolution. 2018. Vol. 35 (6). P. 1547–1549. https://doi.org/10.1093/molbev/msy096.

Mast Y., Stegmann E. Actinomycetes: the antibiotics producers. Antibiotics. 2019. Vol. 8 (3). 105. https://doi.org/10.3390/antibiotics8030105.

Romero-Rodríguez A., Maldonado-Carmona N., Ruiz-Villafán B., Koirala N., Rocha D., Sánchez S. Interplay between carbon, nitrogen and phosphate utilization in the control of secondary metabolite production in Streptomyces. Antonie Van Leeuwenhoek. 2018. Vol. 111 (5). P. 761–781. https://doi.org/10.1007/s10482-018-1073-1.

Sayed A. M., Abdel-Wahab N. M., Hassan H. M., Abdelmohsen U. R. Saccharopolyspora: an underexplored source for bioactive natural products. Journal of Applied Microbiology. 2020. Vol. 128 (2). P. 314–329. https://doi.org/10.1111/jam.14360.

Tistechok S. I., Tymchuk I. V., Korniychuk O. P., Fedorenko V. O., Luzhetskyy A. M., Gromyko O. M. Genetic identification and antimicrobial activity of Streptomyces sp. strain Je 1–6 isolated from rhizosphere soil of Juniperus excelsa Bieb. Cytology and Genetics. 2021. Vol. 55 (1). P. 28–35. https://doi.org/10.3103/S0095452721010138.

Ventola C. L. The antibiotic resistance crisis: part 1: causes and threats. P&T: a peer-reviewed journal for formulary management. 2015. Vol. 40 (4). P. 277–283.