Наукові конференції України, Х Всеукраїнська науково-практична конференція «Біотехнологія XXI століття»

Розмір шрифту: 
БІОІНФОРМАЦІЙНИЙ АНАЛІЗ БІЛКІВ МАГНІТОСОМНОГО ОСТРІВЦЯ МАГНІТОТАКСИСНИХ БАКТЕРІЙ ТА AGROBACTERIUM SP.
С.В., О.В., М.О., І.С. Горобець, Медвєдєв, Банникова, Гнатюк

Остання редакція: 2015-06-25

Тези доповіді


На сьогоднішній день відомо, що багато мікроорганізмів містять наномагнетит та інші ферумвмісні сполуки [1]. Тому процес їх біомінералізації є важливим. Тому актуальним є пошук нових організмів, здатних до біомінералізації.

На сьогодні агробактерії є широковживаним інструментом генетичної інженерії рослин, а також є зручною експериментальною системою для дослідження широкого діапазону основних біологічних процесів. Середовищем існування диких видів агробактерій є ризосфера грунту та бульбочки/пухлини коренів рослин. Серед агробактерій виділяють патогенні та симбіотичні мікроорганізми. Найбільш дослідженими представниками патогенних агробактерій є Agrobacterium tumefaciens, яка спричиняє формування корончатих галів у рослин та Agrobacterium rhizogenes, яка виступає етіологічним чинником «волохатих коренів» у різних рослин, в тому числі у сільськогосподарських культур [2].

На здатності передавати плазміди Ti (A. tumefaciens) та Ri (A. rhizogenes) в рослини базуються найбільш поширені методи отримання трансгенних рослин (Agrobacterium-опосередкована трансформація). Імовірно, цьому сприяє здатність агробактерій синтезувати біогенні магнітні наночастинки, тому метою дослідження було дослідити процес біомінералізації цих частинок в агробактерій.

Практично доведено, що за синтез магнетиту в магнітотаксисних бактеріях Magnetospirillum gryphiswaldense MSR-1 відповідають гени магнітосомного острівця, включаючи mamA, mamB, mamМ, mamO, mamE, mamN, mamK [3]. Тому за допомогою програми «BLAST» (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/) було здійснено порівняльний аналіз амінокислотних послідовностей білків магнітосомного острівця магнітотаксисних бактерій та агробактерій.

Гіпотезу про гомологію підтверджено на основі оцінки статистичної значимості відповідних вирівнювань по діапазону значимості Е-числа.

Отримані результати свідчать, що штами агробактерій, здатні до формування пухлинних розростань коренів рослин можуть бути потенційними продуцентами біогенних магнітних наночастинок завдяки наявності в протеомі гомологів ключових білків синтезу біогенних магнітних наночастинок у магнітотаксисних бактеріях – MamA, MamB, MamМ, MamO, MamE.

Найменший діапазон еволюційних відстаней спостерігаємо для гомологів білків MamВ, MamМ та MamЕ, що корелює із співпадінням основних їх функцій та вказує на вищий рівень їх консервативності. В той же час більша кількість амінокислотних замін в межах досліджуваної групи гомологів білка MamА співвідноситься з більшим різноманіттям їх функцій, незважаючи на наявність подібних структурних мотивів.

Отримані результати можуть свідчити на користь висунутого нами припущення про існування в клітинах симбіотичних агробактерій біогенних магнітних наночастинок.


Посилання


  1. Gorobets S.V. Function of biogenic magnetic nanoparticles in organisms / S.V. Gorobets, O.Yu. Gorobets // J. Fun. materials. – 2012. – 19. – P. 18-26.

  2. Agrobacterium: From Biology to Biotechnology / Ed. by Tzfira T., Citovsky V. – N.Y.: Springer, 2008. – 735 p.

  3. Schubbe S. Transcriptional Organization and Regulation of Magnetosome Operons in Magnetospirillum gryphiswaldense / S. Schubbe, C. M. Wurdemann, J. Peplies // Appl Environ Microbiol, 2006. – v. 72(9), pp. 5757-5765.