Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Третий год работ по проекту сфокусирован на анализе эффективности штаммов Gordonia spp. как деструкторов ароматических соединений – в модельных экспериментах в жидких средах и в почвах. Работы такого плана необходимы как задел, предваряющий дальнейшее использование штаммов Gordonia spp. в ходе мероприятий по ремедиации почв, загрязнённых ПАУ. Выполнена оценка степени деградации ароматических соединений штаммами Gordonia трёх видов (G. rubripertincta 112 – природный и мутантный варианты, G. polyisoprenivorans 135 – природный и мутантный варианты, G. alkanivorans 135 – природный штамм). Природный штамм G. polyisoprenivorans 135 утилизировал 81.33% нафталина (начальная концентрация 1 г/л) за 120 часов культивирования, мутантный штамм G. polyisoprenivorans 135Δ6С – 73.05% нафталина. Штаммы G. rubripertincta 112 и G. rubripertincta 112Δ6С утилизировали катехол (начальная концентрация 0.5 г/л) на 95 и 87% соответственно за 72 часа культивирования. Штамм G. alkanivorans 135 при росте на феноле (0.5 г/л) утилизировал его на 70%. В системах с почвой штаммы G. rubripertincta 112, G. polyisoprenivorans 135, G. alkanivorans 135 продемонстрировали способность к деградации ароматических соединений (нафталина, катехола, фенола) в течение 7 суток инкубации, то есть в первичную фазу микробного ответа, когда аборигенный микробиом находился в процессе перестройки в ответ на внесение загрязнителя. Результаты модельных экспериментов были дополнены секвенированием и анализом тотальных метагеномов микробиомов почв. Установлено, что на 20-е сутки эксперимента доля аборигенных организмов рода Gordonia снижена относительно прочих, быстрорастущих организмов (например, представителей филума Pseudomonadota). Таким образом, при внесении представителей рода Gordonia, обладающих способностью к росту на ПАУ, в почву в ходе ремедиационных мероприятий такие штаммы будут избавлены от необходимости конкурировать с представителями своего рода, а их метаболические возможности позволят интенсифицировать процесс деструкции загрязнителя, особенно в первой фазе микробного ответа, т.е. непосредственно после появления загрязнителя в почве. В метагеномных данных микробиомов почв были обнаружены прочтения, соответствующие представителям 23 видов рода Gordonia. При этом, прочтений и контигов, соответствующих генам катаболизма ПАУ у Gordonia, в данных не выявлено. Иными словами, представители рода Gordonia – деструкторы ПАУ в аборигенном микробиоме почв не обнаружены. Что касается последовательностей нкРНК в метагеномах почв, то они довольно консервативны и могут быть объединены в единый пул, включающий последовательности, идентифицированные как Gordonia, Mycobacterium, Nocardia и Rhodococcus. Проанализирована экспрессия гена 1730449…1731774 aromatic ring-hydroxylating dioxygenase subunit alpha (диоксигеназы, гидроксилирующей ароматические кольца), который в регионе 1727528-1733933 в штамме G. polyisoprenivorans 135 отвечает за первую реакцию диоксигенирования ароматических колец. Эксперимент выполняли, используя нафталин в различных концентрациях: 50, 100, 500, 1000 и 2000 мг/л. Установлено, что наиболее активно этот ген экспрессируется на 96 часу роста (конец экспоненциальной фазы) штамма на нафталине. Усовершенствована сборка генома штамма G. rubripertincta 112. Полный геном штамма (полнота секвенирования 98,30%, контаминация 0,45%) состоит из 5 108 631 п.н. кольцевой хромосомы (GC 67,34%) и двух кольцевых плазмид: pCP998 (99 888 п.н., GC 64,81%) и pCP905 (90 599 п.н., GC 65,89%). Данные размещены по ссылкам: сырые данные ONT https://dataview.ncbi.nlm.nih.gov/object/SRR32219942 сырые данные MGI https://dataview.ncbi.nlm.nih.gov/object/SRR32219946 сборка хромосомы https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/CP178556.1 сборка плазмиды pCP998 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/CP178555.1 сборка плазмиды pCP905 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/CP178557.1