antibioticsАнтибиотики и ХимиотерапияAntibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy0235-2990ООО «Издательство ОКИ»10.37489/0235-2990-2023-68-3-4-11-18antibiotics-1013Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSАнтибиотический потенциал морских актиномицетов родов Streptomyces и NocardiopsisAntibiotic Potential of Marine Actinomycetes of the Genera Streptomyces and Nocardiopsishttps://orcid.org/0000-0002-0063-4922СинёваО. Н.SinevaO. N.

Синёва Ольга Николаевна — к. б. н., научный сотрудник лаборатории таксономического изучения и коллекции культур микроорганизмов

ул. Большая Пироговская, д. 11, г. Москва, Россия, 119021.

Olga N. Sineva — Ph. D. in Biology, Researcher at the Department of Taxonomic Research and Culture Collection of Microorganisms

Moscow

olga.sineva81@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9372-5948СадыковаВ. С.SadykovaV. S.

Садыкова Вера Сергеевна — д. б. н., заведующая лабораторией таксономического изучения и коллекции культур микроорганизмов

Москва

Vera S. Sadykova — D. Sc. in Biology, Head of at the Department of Taxonomic Research and Culture Collection

Moscow

https://orcid.org/0000-0003-4107-3794БычковаО. П.BychkovaO. P.

Бычкова Ольга Петровна — к. б. н., старший научный сотрудник лаборатории разработки методов поиска биологически активных соединений

Москва

Olga P. Bychkova — Ph. D. in Biology, Senior Researcher at the Department for the Development of Methods for Discovering Biologically Active Compounds

Moscow

ИванковаТ. Д.IvankovaT. D.

Иванкова Татьяна Дмитриевна — научный сотрудник лаборатории таксономического изучения и коллекции культур микроорганизмов

Scopus Author ID: 56069625600

Москва

Tatiana D. Ivankova — Researcher at the Department of Taxonomic Research and Culture Collection of Microorganisms

Scopus Author ID: 56069625600

Moscow

МалышеваК. В.MalyshevaK. V.

Малышева Ксения Владимировна — лаборант лаборатории таксономического изучения и коллекции культур микроорганизмов

Москва

Ksenia V. Malysheva — Laboratory assistant at the Department of Taxonomic Research and Culture Collection of Microorganisms

Moscow

https://orcid.org/0000-0003-0759-721XМаркеловаН. Н.MarkelovaN. N.

Маркелова Наталья Николаевна — к. б. н., старший научный сотрудник лаборатории биосинтеза антибиотиков

Москва

Natalia N. Markelova — Ph. D. in Biology, Senior Researcher at the Laboratory biosynthesis of antibiotic

Moscow

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков им. Г.Ф. Гаузе»РоссияGause Institute of New AntibioticsRussian Federation202318072023683-41118Copyright © Синёва О.Н., Садыкова В.С., Бычкова О.П., Иванкова Т.Д., Малышева К.В., Маркелова Н.Н., 20232023Синёва О.Н., Садыкова В.С., Бычкова О.П., Иванкова Т.Д., Малышева К.В., Маркелова Н.Н.Sineva O.N., Sadykova V.S., Bychkova O.P., Ivankova T.D., Malysheva K.V., Markelova N.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.antibiotics-chemotherapy.ru/jour/article/view/1013

В связи с появлением антибиотикорезистентности у патогенных микроорганизмов актуальным является поиск продуцентов новых антимикробных метаболитов. Актиномицеты — грамположительные мицелиальные бактерии, являющиеся продуцентами большого количества антибиотиков, применяемых в медицине и агропромышленном комплексе. В настоящее время внимание исследователей нацелено на поиск актиномицетов в таких экологических нишах, как пресные и морские водоёмы, зоны с экстремальными природными условиями (вечномёрзлые почвы, ледники, пустынные, засоленные почвы и др.). В данном исследовании были восстановлены культуры морских актиномицетов после 15 лет хранения под вазелиновым маслом. Показано, что все штаммы сохранили жизнеспособность и антибиотическую активность на высоком уровне. На основании анализа последовательностей гена 16S рРНК установлена видовая принадлежность данных штаммов: Streptomyces sampsonii 6N, Streptomyces sampsonii 8N, Streptomyces sampsonii 521N, Streptomyces halstedii 22N, Streptomyces brevispora 12N, Streptomyces hirsutus 23N, Streptomyces niveus 14N, Nocardiopsis alba 24N, Nocardiopsis alba 73N, Nocardiopsis alba 85N, Nocardiopsis alba 106N, Nocardiopsis alborubida 722N, Nocardiopsis umidischolae 755N, Nocardiopsis umidischolae 763N. Оценка антибиотической активности в отношении тест-организмов: Micrococcus luteus ATCC 9341, Staphylococcus aureus INA 00985, Bacillus subtilis ATCC 6633, Staphylococcus aureus INA 00761 (MRSA — Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus), Escherichia coli ATCC 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Pectobacterium carotovorum VKM-B1247, Saccharomyces cerevisiae ИНА 01042, Candida albicans ATCC 14053, Aspergillus niger ATCC 16404, Aspergillus fumigatus КПБ F-37, Fusarium solani ВКПМ F-890, Fusarium oxysporum ВКПМ F-148, показала, что данные актиномицеты обладают широким спектром антибиотической активности и могут быть потенциальными продуцентами новых антибиотиков.

Due to the emergence of antibiotic resistance in pathogenic microorganisms, it is urgent to search for producers of new antimicrobial metabolites. Actinomycetes are gram-positive mycelial bacteria that produce a large number of antibiotics used in medicine and the agro-industrial complex. Currently, researchers are focused on the search for actinomycetes in ecological niches such as freshwater and marine reservoirs, zones with extreme natural conditions (permafrost soils, glaciers, desert, saline soils, etc.). In this study, cultures of marine actinomycetes were restored after 15 years of storage under vaseline oil. It was shown that all strains retained viability and antibiotic activity at a high level. Based on the results of 16S rRNA gene sequence analysis, the species were identified as: Streptomyces sampsonii 6N, Streptomyces sampsonii 8N, Streptomyces sampsonii 521N, Streptomyces halstedii 22N, Streptomyces brevispora 12N, Streptomyces hirsutus 23N, Streptomyces niveus 14N, Nocardiopsis alba 24N, Nocardiopsis alba 73N, Nocardiopsis alba 85N, Nocardiopsis alba 106N, Nocardiopsis alborubida 722N, Nocardiopsis umidischolae 755N, Nocardiopsis umidischolae 763N. These strains of actinobacteria possessed significant antibiotic activity against the following pathogens: Micrococcus luteus ATCC 9341, Staphylococcus aureus INA 00985, Bacillus subtilis ATCC 6633, Staphylococcus aureus INA 00761 (MRSA — Staphylococcus aureus), Escherichia coli ATCC 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Pectobacterium carotovorum VKM-B1247, Saccharomyces cerevisiae INA 01042, Candida albicans ATCC 14053, Aspergillus niger ATCC 16404, Aspergillus fumigatus CPB F -37, Fusarium solani VKPM F-890, Fusarium oxysporum VKPM F-148. Therefore, this study evaluated the marine actinomycetes can be potential producers of the novel antibiotics.

антибиотикорезистентностьактиномицетыантибиотическая активностьStreptomycesNocardiopsisantibiotic resistanceactinomycetesantibiotic activityStreptomycesNocardiopsisReferencesBerdy J. Thoughts and facts about antibiotics: where we are now and where we are heading. J Antibiot (Tokyo). 2012; 65 (8): 385–395. doi: 10.1038/ja.2012.27.Berdy J. Thoughts and facts about antibiotics: where we are now and where we are heading. J Antibiot (Tokyo). 2012; 65 (8): 385–395. doi: 10.1038/ja.2012.27.Ventola C. L. The antibiotic resistance crisis: part 1: causes and threats. Pharmacy and therapeutics. 2015; 40 (4): 277–283.Ventola C. L. The antibiotic resistance crisis: part 1: causes and threats. Pharmacy and therapeutics. 2015; 40 (4): 277–283.Орлова Н.В. Антибиотикорезистентность и современная стратегия антибактериальной терапии. Медицинский совет. 2022; 16 (8): 89–97. doi: https://doi.org/10.21518/2079-701X-2022-16-8-89-97.Orlova N.V. Antibiotikorezistentnost' i sovremennaya strategiya antibakterial'noi terapii. Meditsinskii Sovet. 2022; 16 (8): 89–97. doi: https://doi.org/10.21518/2079-701X-2022-16-8-89-97. (in Russian)Мурленков Н.В. Проблемы и факторы развития антибиотикорезистентности в сельском хозяйстве. Биология в сельском хозяйстве. 2019; 4: 11–14.Murlenkov N.V. Problemy i faktory razvitiya antibiotikorezistentnosti v sel'skom khozyaistve. Biologiya v Sel'skom Khozyaistve. 2019; 4: 11–14. (in Russian)Sarkar D. J., Mukherjee I., Shakil N.A., Rana V.S., Kaushik P., Debnath S. Antibiotics in Agriculture: Use and Impact. Indian Journal of Ethnophitopharmaceuticals. 2018; 4 (1): 4–19.Sarkar D. J., Mukherjee I., Shakil N.A., Rana V.S., Kaushik P., Debnath S. Antibiotics in Agriculture: Use and Impact. Indian Journal of Ethnophitopharmaceuticals. 2018; 4 (1): 4–19.Munkvold G. Fusarium species and their associated mycotoxins. Methods Mol Biol. 2017; 1542: 51–106. doi 10.1007/978-1-4939-6707-0_4.Munkvold G. Fusarium species and their associated mycotoxins. Methods Mol Biol. 2017; 1542: 51–106. doi 10.1007/978-1-4939-6707-0_4.Meng X., Chai A., Shi Y., Xie X., Ma Z., Li B. Emergence of bacterial soft rot in cucumber caused by Pectobacterium carotovorum subsp. brasiliense in China. Plant Dis. 2017; 101 (2): 279–287. doi:10.1094/PDIS-05-16-0763-RE.Meng X., Chai A., Shi Y., Xie X., Ma Z., Li B. Emergence of bacterial soft rot in cucumber caused by Pectobacterium carotovorum subsp. brasiliense in China. Plant Dis. 2017; 101 (2): 279–287. doi:10.1094/PDIS-05-16-0763-RE.Waleron M., Misztak A., Waleron M., Franczuk M., Wielgomas B., Waleron K. Transfer of Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum strains isolated from potatoes grown at high altitudes to Pectobacterium peruviense sp. nov. Syst Appl Microbiol. 2018; 41 (2): 85–93. doi: 10.1016/j.syapm.2017.11.005.Waleron M., Misztak A., Waleron M., Franczuk M., Wielgomas B., Waleron K. Transfer of Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum strains isolated from potatoes grown at high altitudes to Pectobacterium peruviense sp. nov. Syst Appl Microbiol. 2018; 41 (2): 85–93. doi: 10.1016/j.syapm.2017.11.005.Широких И.Г., Назарова Я.И., Бакулина А.В., Абубакирова Р.И. Новые штаммы стрептомицетов как перспективные биофунгициды. Теорeтическая и прикладная экология. 2021; 1: 172–180. doi: https://doi.org/10.25750/1995-4301-2021-1-172-180.Shirokikh I.G., Nazarova Ya.I., Bakulina A.V., Abubakirova R.I. Novye shtammy streptomitsetov kak perspektivnye biofungitsidy. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya. 2021; 1: 172–180. doi: https://doi.org/10.25750/1995-4301-2021-1-172-180. (in Russian)Ulloa-Ogaz A.L., Munoz-Castellanos L.N., Nevarez-Moorillon G.V. Biocontrol of phytopathogens: Antibiotic production as mechanism of control. In book: The battle against microbial pathogens: basic science, technological advances and educational programs. 2015: 305–309.Ulloa-Ogaz A.L., Munoz-Castellanos L.N., Nevarez-Moorillon G.V. Biocontrol of phytopathogens: Antibiotic production as mechanism of control. In book: The battle against microbial pathogens: basic science, technological advances and educational programs. 2015: 305–309.Pasanen M., Laurila J., Brader G., Palva E.T., Ahola V., van der Wolf J., A. Hannukkala A., Pirhonen M. Characterisation of Pectobacterium wasabiae and Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum isolates from diseased potato plants in Finland. Annals of Applied Biology I. 2016; 163 (3): 403–419 doi. https://doi.org/10.1111/aab.12076Pasanen M., Laurila J., Brader G., Palva E.T., Ahola V., van der Wolf J., A. Hannukkala A., Pirhonen M. Characterisation of Pectobacterium wasabiae and Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum isolates from diseased potato plants in Finland. Annals of Applied Biology I. 2016; 163 (3): 403–419 doi. https://doi.org/10.1111/aab.12076Selim M. S. M., Abdelhamid S. A., Mohamed S. S. Secondary metabolites and biodiversity of actinomycetes. J Gen Eng Biotechnol. 2021; 19 (1): 1–13. doi: 10.1186/s43141-021-00156-9.Selim M. S. M., Abdelhamid S. A., Mohamed S. S. Secondary metabolites and biodiversity of actinomycetes. J Gen Eng Biotechnol. 2021; 19 (1): 1–13. doi: 10.1186/s43141-021-00156-9.Орлова Т.И., Булгакова В. Г., Полин А. Н. Вторичные метаболиты морских микроорганизмов. I Вторичные метаболиты морских актиномицетов. Антибиотики и химиотер. 2015; 60 (7–8): 47–59.Orlova T.I., Bulgakova V.G., Polin A.N. Secondary metabolites from marine microorganisms. I. Secondary metabolites from marine actinomycetes. Antibiotici i Khimioter. 2015; 60 (7–8): 47–59 (in Russian)Elnahas M.O., Elkhateeb W.A., Daba G.M. Marine actinomycetes the past, the present and the future. Open Access Journal of Pharmaceutical Research. 2021; 5 (2): 1–7. doi: 10.23880/oajpr-16000241Elnahas M.O., Elkhateeb W.A., Daba G.M. Marine actinomycetes the past, the present and the future. Open Access Journal of Pharmaceutical Research. 2021; 5 (2): 1–7. doi: 10.23880/oajpr-16000241Синёва О.Н., Иванкова Т.Д, Терехова Л.П. Низкотемпературное хранение актиномицетов — представителей рода Streptomyces. Антибиотики и химиотер. 2019; 64 (3–4): 3–8. doi: https://doi.org/10.24411/0235-2990-2019-10011.Sineva O.N., Ivankova T. D., Terekhova L. P. Low temperature storage of actinomycetes — members of genus Streptomyces. Antibiotici i Khimioter. 2019; 64 (3–4): 3–8. doi: https://doi.org/10.24411/0235-2990-2019-10011. (in Russian)Выборнова Т.В., Шарова Н. Ю., Принцева А. А. Возможности криоконсервирования коллекционных штаммов актиномицетов Streptomyces lucensis и Streptomyces violaceus — продуцентов ингибиторов гликозидаз. Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2019; 9 (4): 643–653. doi: https://doi.org/10.21285/2227-2925-2019-9-4-643-653.Vybornova T.V., Sharova N.Yu., Printseva A.A. Cryopreservation potential of Streptomyces lucensis and Streptomyces violaceus actinomycete collection strains as producers of glycosidase inhibitors. Proceedings of universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2019; 9 (4): 643–653. doi: https://doi.org/10.21285/2227-2925-2019-9-4-643-653. (in Russian)Бекмухамедова Н. К., Мавжудова А. М., Куканова С. И., Зайнитдинова Л. И., Мамиев М. С. Сохранность антагонистических свойств актиномицетов при хранении различными методами. Universum: химия и биология: электронный научный журнал. 2021; 2 (80). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/11236 (дата обращения: 05.02.2021).Bekmukhamedova N.K., Mavzhudova A.M., Kukanova S.I., Zainitdinova L.I., Mamiev M.S. Preservation of the antagonistic properties of actinomycetes when stored by various methods. Universum: khimiya i biologiya: elektronnyj nauchnyj zhurnal. 2021; 2 (80). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/11236 (data obrashcheniya: 05.02.2021). (in Russian)Radhakrishnan S., Varadharajan M. Isolation, identification, and screening of polyene antifungal compound producing Streptomyces sampsonii MDCE7 from agroforestry soil. In Dharumadurai D. editor. Methods in actinobacteriology. Springer protocols handbooks. 2022; 379–389. doi: 10.1007/978-1-0716-1728-1_46.Radhakrishnan S., Varadharajan M. Isolation, identification, and screening of polyene antifungal compound producing Streptomyces sampsonii MDCE7 from agroforestry soil. In Dharumadurai D. editor. Methods in actinobacteriology. Springer protocols handbooks. 2022; 379–389. doi: 10.1007/978-1-0716-1728-1_46.Ghanem G.A.M., Gebily D.A.S., Ragab M.M. et al. Efcacy of antifungal substances of three Streptomyces spp. against different plant pathogenic fungi. Egyptian Journal of Biological Pest Control. 2022; 32: 112 doi: 10.1186/s41938-022-00612-9.Ghanem G.A.M., Gebily D.A.S., Ragab M.M. et al. Efcacy of antifungal substances of three Streptomyces spp. against different plant pathogenic fungi. Egyptian Journal of Biological Pest Control. 2022; 32: 112 doi: 10.1186/s41938-022-00612-9.Sarmiento-Vizcaíno A., Martín J., Reyes F., García L.A., Blanco G. Bioactive natural products in Actinobacteria isolated in rainwater from storm clouds transported by western winds in Spain. Front Microbiol. 2021; 12: 773095. doi: 10.3389/fmicb.2021.773095.Sarmiento-Vizcaíno A., Martín J., Reyes F., García L.A., Blanco G. Bioactive natural products in Actinobacteria isolated in rainwater from storm clouds transported by western winds in Spain. Front Microbiol. 2021; 12: 773095. doi: 10.3389/fmicb.2021.773095.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.