Бактерия из куриного помета поможет сделать йогурт и почистить окружающую среду

Наука и образование

Бактерия из куриного помета поможет сделать йогурт и почистить окружающую среду

Исследователи из Казанского федерального университета представили черновой вариант генома штамма EZ-C07 бактерии Bacillus pumilus, встречающейся в фекалиях домашних животных и отходах сельского хозяйства. Это позволило полнее охарактеризовать физиологию и экологию данного организма и подтвердило, что он может быть полезен для очистки воды и сбраживания молока. Научная статья и черновой геном изученного штамма опубликованы на сайте журнала BMC Research Notes.

К роду Bacillus относятся бактерии палочковидной формы, многие из которых выживают и при отсутствии кислорода в атмосфере. При этом они разлагают органические вещества, например белки, поэтому бацилл можно использовать в реакторах для ускорения получения биогаза и в устройствах для очистки сточных вод. Кроме того, микроорганизмы рода Bacillus без дополнительных модификаций способны производить антибиотики, ферменты и другие биологически активные вещества.

Одна из перспективных для биотехнологии бацилл — бактерия вида Bacillus pumilus. Она устойчива к действию многих неблагоприятных факторов, например ультрафиолета и пероксида водорода, а синтезируемые ею ферменты можно использовать в производстве молочнокислых и других ферментированных продуктов питания. Геном представителей одного из ее штаммов, EZ-C07, секвенировали авторы статьи. Это сделали, так как знание строения генов конкретного микроорганизма помогает точнее определить, что их «хозяин» может производить, в каких условиях способен поддерживать жизнедеятельность и т.д.

Bacillus pumilus для исследования отбирали из стока биореактора для производства метана из куриного помета и других сельскохозяйственных отходов. Полученные микроорганизмы культивировали один-два дня при температуре +37 °C на питательной среде и в атмосфере с минимальным содержанием кислорода. Когда их масса становилась достаточной для выделения из клеток нужного количества ДНК, клеточные стенки бактерий разрушали, а саму ДНК отбирали в специальный раствор. Секвенирование проводили методом дробовика (шотган-секенирования): фрагменты случайным образом разрезанной молекулы «читали» по отдельности, а потом составляли из них последовательность, находя в них одинаковые по строению участки. Это один из наиболее старых методов секвенирования (сейчас существуют гораздо более точные), но он позволяет быстро получать результаты в случае небольших геномов вирусов и бактерий.

Точности шотган-секвенирования хватило, чтобы собрать черновой вариант генома Bacillus pumilus EZ-C07 и выделить в нем участки ДНК, по информации с которых строят 16S рибосомальную РНК. Обычно по этой молекуле определяют видовую принадлежность бактерии и ее родство с другими микроорганизмами. По предварительным данным, в геноме исследованной бациллы 3 724 869 пар нуклеотидов, суммарно кодирующих около 3000 белков (однако не все из них бактерия действительно производит). Множество последовательностей нуклеотидов в ДНК Bacillus pumilus EZ-C07 образуют гены, нужные для разложения глюкозы и подобных ей простых сахаров, белков, органических загрязнителей фенилбензола и гентизовой кислоты, а также ферментации различных органических соединений. Немалую часть генома этого микроорганизма составляют гены, обеспечивающие устойчивость к разнообразным антибиотикам, а также неорганическим ядам — мышьяку, цинку, кадмию и кобальту.

Информация о геноме штамма EZ-C07 Bacillus pumilus, полученная авторами исследования, подтверждает возможность применения этой бактерии в производстве ферментированных продуктов питания и биологической очистке загрязнений окружающей среды. Однако авторы напоминают, что собрали лишь черновик генома, поэтому его настоящий размер, генный состав и некоторые другие характеристики могут отличаться от предварительных оценок.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *