廣泛分佈於土壤和植物等自然界中的放線菌可用來生產抗生素等有用物質。日本東邦大學藥學部微生物學教室的安齊洋次郎教授的研究團隊,與蒙古國立大學的賈瓦贊·巴托克教授等人組成的研究團隊簽訂了學術交流協議並進行合作,在分離蒙古本土藥用植物内部產生的放線菌實驗中,從西北沼委陵菜(Comarum Salesovianum)中分離出了黃色菌落NUM-2625。另外還與日本國家技術與評估研究所生物技術中心的田村朋彥博士等人共同應答,NUM-2625是稀有放線菌放線短鏈孢菌屬(Actinocatenispora)的新菌種。放線短鏈孢菌屬此前已發現了3個菌種,都是從土壤中分離出來的,NUM-2625是第一個從植物中分離出來的。相關論文已發表在科學期刊《International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology》上。
圖1:Actinocatenispora comari NUM-2625T的掃描電子顯微鏡照片(發佈於《International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology》,提供:東邦大學藥學部)
薔薇科植物西北沼委陵菜是分佈在中亞、克什米爾、中國西部、蒙古國的藥用植物,已知對革蘭氏陽性菌有抗菌活性。研究團隊將從蒙古阿爾泰省採集的西北沼委陵菜的地上成長部分切碎,爲分離植物内部成長的細菌,又把用70%的酒精和6%的次氯酸鈉溶液進行了表面殺菌的植物碎片搗爛,然後將懸濁液塗到放線菌的選擇性培養基——腐植酸·維生素洋菜培基上,在28℃的溫度下培養3周後發現,出現了黃色菌落。
爲判斷黃色菌落的菌株NUM-2625的生物分類,研究團隊對16SrRNA基因的鹼基序列進行解碼並利用BLAST搜尋發現,它與稀有放線菌放線短鏈孢菌屬的3個現有菌種高度同源性(97.7~99.4%)。另外,利用16SrRNA基因的鹼基序列,透過鄰接法與相關菌種進行的分子系統分析結果也明顯表明,NUM-2625是放線短鏈孢菌屬的菌種。
圖2:藥用植物西北沼委陵菜(提供:蒙古國立大學Javzan Batkhuu教授)
研究團隊還利用基因體序列資訊對NUM-2625與放線短鏈孢菌屬的3個現有菌種進行了比較,結果顯示,在dDDH(數位DNA-DNA雜交)方面,NUM-2625與其他3個菌種的同源性爲23.3~44.7%(70%以下視爲不同種),ANI(平均核苷酸同源性)爲79.58~91.56%(95%以下視爲不同種),因此將NUM-2625歸類爲與現有3個菌種不同的新菌種。
此外,培養表徵和菌體成分等其他比較實驗也可以根據基因體序列的比較結果判定NUM-2625爲其他菌種,所以確定NUM-2625是放線短鏈孢菌屬的新種。由於NUM-2625是從沼委陵菜屬(Comarum)的植物中分離出來的,因此被命名爲Actinocatenispora comari。
雖然此次尚未應答新種放線菌能否產生有用物質,但放線菌的特點就是能產生多種物質,其中包括目前醫學上不可或缺的抗菌藥物、抗惡性腫瘤藥物和免疫抑制藥物等。另一方面,抗藥性細菌的增加及新冠電腦病毒等新發傳染病的放大等已成爲亟需解決的課題,而新藥開發的情況並不理想。此次發現的新種稀有放線菌不僅是未知領域的生物多樣性研究,還有助於推進新的有用物質的探索研究以及新藥開發。
原文:《科學新聞》
翻譯編輯:JST客觀日本編輯部