BioScience Blog – Научный Биологический блог

Известно, что спорообразующие бактерии рода Geobacillusявляются обычным компонентом микробного сообщества высокотемпературных нефтяных пластов. Однако сведения о ферментных системах термофильных микроорганизмов, участвующих в окислении нефти в условиях высокотемпературных нефтяных пластов практически отсутствуют. К моменту начала исследования была опубликована единственная работа с описанием участков гена alkBу термофильных бактерий Geobacillusthermoleovoransштамм 70 и G. thermoglucosidasiusштамм TR2.

Целью настоящей работы было изучение процесса биодеградации углеводородов и сырой нефти геобациллами и поиск и характеристика ключевого гена деградации н-

алканов алкан-гидроксилазы у 11 штаммов термофильных аэробных нефтеокисляющих бактерий рода Geobacillus.

В результате исследования показано, что изучаемые 11 штаммов геобацилл способны использовать в качестве единственного источника углерода и энергии н-алканы с длиной цепи С10-С23. Показана способность геобацилл эффективно деградировать н-алканы как в составе нефти, так и в виде индивидуальных субстратов. Положительный результат амплификации с праймерами к гену alkB всех исследуемых штаммов свидетельствует о том, что именно алкан-гидроксилазная ферментная система обеспечивает окисление н-алканов у изучаемых бактерий. Выявлены и определены последовательности генов alkB(около 500 п.н.). В результате секвенирования у геобацилл обнаружено 8 вариантов последовательности гена алкан-гидроксилазы (alkB-geo1, alkB-geo2, alkB-geo3, alkB-geo4, alkB-geo5, alkB-geo6, alkB-geo7, alkB-geo8). Bсe обнаруженные гомологи гена alkBгеобацилл близки по своей нуклеотидной и аминокислотной последовательности алкан-гидроксилазам бактерий рода Rhodococcus. Впервые показано, что один штамм бактерий может содержать до семи гомологов гена алкан-гидроксилазы. Обнаруженные у геобацилл гомологи генов alkB не обладают видовой специфичностью и могут встречаться в геноме как разных штаммов, так и разных видов бактерий этого рода. Последовательности alkB-geolи alkB-geo4 были обнаружены у всех геобацилл, включенных в исследование, в то время как набор остальных гомологов менялся в зависимости от штамма. Анализ экспрессии генов alkBпри росте геобацилл на различных субстратах и в различные фазы роста показал, что ключевую роль в деградации н-алканов играют гомологи alkB-geo4, alkB-geo5 и alkB-geo6. Установлено, что гомологи имеют широкую субстратную специфичность, а их экспрессия зависит от фаз роста культуры.