客观日本

东邦大学等在蒙古发现新种放线菌,存在于野生药用植物中

2021年09月15日 生物医药

广泛分布于土壤和植物等自然界中的放线菌可用来生产抗生素等有用物质。日本东邦大学药学部微生物学教室的安齐洋次郎教授的研究团队,与蒙古国立大学的贾瓦赞·巴托克教授等人组成的研究团队签订了学术交流协议并进行合作,在分离蒙古本土药用植物内部产生的放线菌实验中,从西北沼委陵菜(Comarum Salesovianum)中分离出了黄色菌落NUM-2625。另外还与日本国家技术与评估研究所生物技术中心的田村朋彦博士等人共同确认,NUM-2625是稀有放线菌放线短链孢菌属(Actinocatenispora)的新菌种。放线短链孢菌属此前已发现了3个菌种,都是从土壤中分离出来的,NUM-2625是第一个从植物中分离出来的。相关论文已发表在科学期刊《International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology》上。

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图1:Actinocatenispora comari NUM-2625T的扫描电子显微镜照片(发布于《International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology》,提供:东邦大学药学部)

蔷薇科植物西北沼委陵菜是分布在中亚、克什米尔、中国西部、蒙古国的药用植物,已知对革兰氏阳性菌有抗菌活性。研究团队将从蒙古阿尔泰省采集的西北沼委陵菜的地上生长部分切碎,为分离植物内部生长的细菌,又把用70%的酒精和6%的次氯酸钠溶液进行了表面杀菌的植物碎片捣烂,然后将悬浊液涂到放线菌的选择性培养基——腐植酸·维生素琼脂培养基上,在28℃的温度下培养3周后发现,出现了黄色菌落。

为判断黄色菌落的菌株NUM-2625的生物分类,研究团队对16SrRNA基因的碱基序列进行解码并利用BLAST搜索发现,它与稀有放线菌放线短链孢菌属的3个现有菌种高度同源(97.7~99.4%)。另外,利用16SrRNA基因的碱基序列,通过邻接法与相关菌种进行的分子系统分析结果也明显表明,NUM-2625是放线短链孢菌属的菌种。

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图2:药用植物西北沼委陵菜(提供:蒙古国立大学Javzan Batkhuu教授)

研究团队还利用基因组序列信息对NUM-2625与放线短链孢菌属的3个现有菌种进行了比较,结果显示,在dDDH(数字DNA-DNA杂交)方面,NUM-2625与其他3个菌种的同源性为23.3~44.7%(70%以下视为不同种),ANI(平均核苷酸同源性)为79.58~91.56%(95%以下视为不同种),因此将NUM-2625归类为与现有3个菌种不同的新菌种。

此外,培养性状和菌体成分等其他比较实验也可以根据基因组序列的比较结果判定NUM-2625为其他菌种,所以确定NUM-2625是放线短链孢菌属的新种。由于NUM-2625是从沼委陵菜属(Comarum)的植物中分离出来的,因此被命名为Actinocatenispora comari。

虽然此次尚未确认新种放线菌能否产生有用物质,但放线菌的特点就是能产生多种物质,其中包括目前医学上不可或缺的抗菌药物、抗恶性肿瘤药物和免疫抑制药物等。另一方面,耐药菌的增加及新冠病毒等新发传染病的爆发等已成为亟需解决的课题,而新药开发的情况并不理想。此次发现的新种稀有放线菌不仅是未知领域的生物多样性研究,还有助于推进新的有用物质的探索研究以及新药开发。

原文:《科学新闻》
翻译编辑:JST客观日本编辑部