2017-07-20
派森諾(nuo)生物(wu)與華東理工大(da)學合(he)(he)作，在《International Biodeterioration & Biodegradation》（影響因子：2.962）發表文章，研究中度嗜鹽菌Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2對(dui)典(dian)型相容性(xing)溶質的(de)合(he)(he)成轉(zhuan)運機制。
研(yan)究背景
中度嗜鹽菌Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2在高(gao)鹽(yan)條件下具有苯酚(fen)降解能力(li)。石油煉焦(jiao)、醫(yi)藥(yao)、化(hua)工、印染(ran)等行業排放的(de)(de)廢水中(zhong)均含(han)有較高(gao)的(de)(de)鹽(yan)度和(he)高(gao)濃度的(de)(de)苯酚(fen)，因此，該菌株在高(gao)鹽(yan)含(han)酚(fen)廢水處理中(zhong)具有較高(gao)的(de)(de)應(ying)用潛力(li)。中(zhong)度嗜鹽(yan)菌可通過自身合成或轉(zhuan)運相(xiang)容性溶質（Compatible solutes）的(de)(de)方式抵抗細胞外的(de)(de)高(gao)滲透(tou)壓。相(xiang)容性溶質是(shi)由多(duo)種有機(ji)化(hua)合物(wu)組成的(de)(de)混合物(wu)，其在維持菌株代謝酶系統穩定和(he)適應(ying)高(gao)鹽(yan)環境的(de)(de)過程(cheng)中(zhong)扮演(yan)滲透(tou)保護劑的(de)(de)角色(se)。目前(qian)，微(wei)(wei)生物(wu)體內相(xiang)容性溶質生物(wu)合成和(he)轉(zhuan)運相(xiang)關基(ji)因的(de)(de)發(fa)掘(jue)和(he)研究成為熱(re)點。
該研究當中(zhong)完成的對中(zhong)度嗜鹽(yan)菌Virgibacillus halodenitrificans的全基因(yin)組測序尚屬(shu)首例。
測序(xu)平(ping)臺(tai)(tai)： Pacific Biosciences RSⅡ和Illumina Miseq高通量測序(xu)平(ping)臺(tai)(tai)。
研究(jiu)材料(liao)： 中度嗜鹽菌Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2。
研究結(jie)果
1. 基因組特征
本文完成了對中度嗜(shi)鹽菌Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2的全(quan)基因(yin)組測序(xu)，并(bing)將(jiang)染色體和質粒序(xu)列信息上傳至Genbank，檢索(suo)號為NZ_CP017962.1，NZ_CP017963.1。
2. 相(xiang)容性溶質合成和轉運的相(xiang)關基(ji)因
在完成(cheng)對Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2菌株的(de)(de)全(quan)基(ji)因(yin)組分析(xi)之后，該(gai)研(yan)究對相容性溶質合成(cheng)和轉運(yun)的(de)(de)相關(guan)基(ji)因(yin)進行了注釋。Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2可以合成(cheng)多種(zhong)相容性溶質，其中幾種(zhong)物(wu)質：四氫嘧啶(ding)（Ectoine）和羥化四氫嘧啶(ding)(Hydroxyectoine)合成(cheng)基(ji)因(yin)ectABCD，谷氨(an)酸鹽合成(cheng)基(ji)因(yin)，與甜菜(cai)堿合成(cheng)有關(guan)的(de)(de)甜菜(cai)堿醛脫氫酶(mei)（BADH）基(ji)因(yin)，以及與海藻糖酶(mei)代謝有關(guan)基(ji)因(yin)等被鑒定出來。
通(tong)過(guo)軟件分析觀察到，ectA（513bp）、ectB（1278bp）、ectC（387bp）、ectD（897bp）四個基(ji)(ji)因(yin)同方(fang)向(xiang)排(pai)列(lie)(lie)(lie)，它們翻譯方(fang)向(xiang)與在染色(se)體中的(de)(de)讀碼方(fang)向(xiang)相(xiang)反。其中ectA與ectB、ectC距(ju)離較近(jin)，而(er)(er)與ectD基(ji)(ji)因(yin)序列(lie)(lie)(lie)之(zhi)間(jian)相(xiang)隔距(ju)離很遠（1205086bp），因(yin)此(ci)推斷ectA、ectB和ectC在翻譯過(guo)程中由一個啟動子控制，而(er)(er)ectD由另(ling)一個啟動子控制。該(gai)研(yan)究(jiu)提示，獲得菌株全基(ji)(ji)因(yin)組序列(lie)(lie)(lie)可以(yi)對其基(ji)(ji)因(yin)構(gou)架和排(pai)列(lie)(lie)(lie)有(you)更系統的(de)(de)概覽，對探究(jiu)目(mu)的(de)(de)基(ji)(ji)因(yin)的(de)(de)作用機制具有(you)重要意義(yi)。
3. 總結
本研究通過對(dui)中度嗜鹽(yan)菌Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2進行(xing)高通量測序分析，得到該(gai)菌株的全基(ji)因(yin)(yin)組(zu)序列和(he)基(ji)因(yin)(yin)圈圖，對(dui)與(yu)相容性溶質合成(cheng)和(he)轉運有關的基(ji)因(yin)(yin)進行(xing)系統挖(wa)掘，為探究中度嗜鹽(yan)菌適應高鹽(yan)滲(shen)透壓(ya)環境(jing)的相關機(ji)制(zhi)奠定基(ji)礎。
【注(zhu)】本研究(jiu)中測(ce)序和數據分析工作由上海派森(sen)諾生物科技股(gu)份有限(xian)公(gong)司(si)完(wan)成(cheng)。
4. 文(wen)章索(suo)引
Y Zhou，ZY Sun，H Li，CJ Qian，X Wu，HZ Tang，Fawad 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
