12.02.2018/№7

image

В Топ-10 – за редактирование генов регуляции биосинтеза антимикробных метаболитов у бактерий

Ученые Института микробиологии НАН Беларуси редактировали гены регуляции биосинтеза антимикро­бных метаболитов у бактерий Pseudomonas brassicacearum, что позволило существенно повысить продукцию целевых биологически активных соединений и улучшить средство защиты растений «Экогрин».

image

Команда разработчиков – директор института Эмилия Коломиец, а также его сотрудники Марина Титок, Марина Мандрик-Литвинкович, Леонид Валентович и аспирантка Анна Муратова – взглянули на управление активностью бактерий с точки зрения генетики.

Микробиологи выделили штамм Pseudomonas brassicacearum, который привлек их внимание уникальными свойствами: способностью потреблять различные источники углерода (казалось бы, даже неподходящие для роста), подавлять рост широкого спектра возбудителей заболеваний овощных и зеленных культур, стимулировать рост растений. Выделенный штамм использован в качестве основы биопрепарата для защищенного грунта «Экогрин», биологическая эффективность действия которого достигает 70%. Выпуск препарата налажен на опытно-промышленном производстве Института микробиологии НАН Беларуси. Основные потребители «Экогрина» – тепличные комбинаты, например, Гродненская овощная фабрика в год закупает более 1,5 тонн.

«Наши препараты достаточно эффективны. Но для того, чтобы повысить их конкурентоспособность, требуется постоянное совершенствование технологии производства – рассказала Э.Коломиец. – Необходимо поддерживать на высоком уровне активность штам­- мов-продуцентов, в том числе с помощью генетических методов».

Чтобы улучшить уже имеющийся препарат, ученые установили, что высокая антимикробная активность штамма Pseudomonas brassicacearum связана с продукцией поликетидного антибиотика 2,4-диацетилфлороглюцинола. В геноме бактерии выявили 7 структурных и 2 регуляторных гена, ответственных за синтез антибиотика. «Далее мы инактивировали один структурный ген и получили мутанты, не способные продуцировать антибиотик и подавлять рост возбудителей болезней растений. Таким образом, удалось доказать, что именно 2,4-диацетилфлороглюцинол является ключевым метаболитом с антимикробным действием, – отметила М.Мандрик-Литвинкович. – А после инактивации регуляторного гена, наоборот, продукция антибиотика повышалась в 2,7 раза, и, соответственно, увеличивалась антагонистическая активность штамма».

По словам главного научного сотрудника лаборатории средств биологического контроля профессора М.Титок, изучение бактерий на генном уровне важно не только для повышения эффективности микробных препаратов, но и для подтверждения подлинности выпускаемой биопродукции. Так, генетическая паспортизация служит гарантией безопасности (отсутствие генов, отвечающих за синтез токсических веществ) и оригинальности используемых штаммов-продуцентов, что важно при реализации биопрепаратов на экспорт. Современный потребитель нуждается в такой информации.

Сейчас коллектив исследователей работает над новым микробным препаратом «Агроревитол», позволяющим разлагать остаточные количества гербицидов в почве. Ученые нашли активный штамм-деструктор, разработали технологию получения биопрепарата на его основе и провели испытания. Результаты экспериментов показали, что под действием препарата почва очищается до 28%. Для завершения проекта осталось установить механизм деструкции и определить, какие промежуточные метаболиты образуются во время этого процесса.

click here Валентина ЛЕСНОВА

Фото автора, «Навука»