- Главная
- Журналы
- Актуальные статьи
- 2016
В. В. Кадников, Д. А. Ивасенко, А. В. Белецкий, А. В. Марданов, Э. В. Данилова и др.
Новая некультивируемая бактерия семейства GALLIONELLACEAE, ‒ описание и реконструкция генома на основе анализа метагенома микробного сообщества кислых шахтных вод
Дренажные воды отходов добычи металлов часто характеризуются низким рН вследствие окисления остаточных сульфидов и высоким содержанием растворенных металлов. Экстремальные условия таких экосистем ограничивают разнообразие обитающих в них микроорганизмов. Мы исследовали микробное сообщество дренажных вод (температура 6.5°С, pH 2.65) в открытом карьере добычи полиметаллических руд на месторождении Шерловая гора в Забайкалье методами метагеномики. В результате секвенирования метагенома микробное сообщество охарактеризовано на таксономическом и функциональном уровне. Более 80% микроорганизмов представлено одной некультивируемой линией, представляющей новый вид бета-протеобактерий рода Gallionella. Среди культивируемых представителей семейства Gallionellaceae нет ацидофилов, но сходные последовательности генов 16S рРНК были детектированы в кислых шахтных дренажах. Минорными компонентами сообщества являются бактерии родов Thiobacillus, Acidobacterium, Acidisphaera и Acidithiobacillus, характерные для кислых шахтных дренажей. На основе метагеномных данных определен имеющий размер 3.4 млн. нт почти полный композитный геном бактерии этой новой линии, описанной нами как Candidatus Gallionella acididurans ShG14-8. Анализ генома показал, что окисление Fe(II), вероятно, осуществляется с участием цитохромов, локализованных на внешней мембране клеток. Электрон-транспортная цепь включает NADH-дегидрогеназу, цитохром bc1 комплекс, альтернативный комплекс III, и цитохром-оксидазы bd, cbb3, и bo3 типа. Окисление восстановленных соединений серы может осуществляться с участием Sox системы, сульфид-хинон оксидоредуктазы, аденилсульфат редуктазы и сульфатаденилтрансферазы. Имеются гены, необходимые для автотрофной фиксации углерода в цикле Кальвина, но пути фиксации азота отсутствует. Устойчивость к тяжелым металлам может обеспечиваться за счет наличия большого числа транспортеров металлов RND семейства и АТФаз Р-типа. Новый микроорганизм является аэробным хемолитоавтотрофом, представляющим группу психротолерантных железо- и серо- окисляющих ацидофилов семейства Gallionellaceae, распространенных в кислых шахтных дренажах.
Ключевые слова:
кислые шахтные воды, метагеном, окисление железа, Gallionella.
