Антибиотический потенциал морских актиномицетов родов Streptomyces и Nocardiopsis

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.

1. 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.

2. Ventola C. L. The antibiotic resistance crisis: part 1: causes and threats. Pharmacy and therapeutics. 2015; 40 (4): 277–283.

3. 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.

4. Мурленков Н.В. Проблемы и факторы развития антибиотикорезистентности в сельском хозяйстве. Биология в сельском хозяйстве. 2019; 4: 11–14.

5. 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.

6. Munkvold G. Fusarium species and their associated mycotoxins. Methods Mol Biol. 2017; 1542: 51–106. doi 10.1007/978-1-4939-6707-0_4.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.12076

12. 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.

13. 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.

14. 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-16000241

15. Синёва 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.

16. 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.

17. 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).

18. 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.

19. 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.

20. 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.