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8.8A: Übersicht über grampositive Bakterien und Aktinobakterien - Biologie

8.8A: Übersicht über grampositive Bakterien und Aktinobakterien - Biologie


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Aktinobakterien sind grampositive Bakterien mit hohem Guanin- und Cytosingehalt in ihrer DNA und können terrestrisch oder aquatisch sein.

Lernziele

  • Besprechen Sie die Eigenschaften, die mit Actinobacteria verbunden sind

Wichtige Punkte

  • Aktinobakterien umfassen einige der am häufigsten vorkommenden Boden-, Süßwasser- und Meereslebewesen, die eine wichtige Rolle bei der Zersetzung organischer Materialien wie Zellulose und Chitin spielen und damit eine wichtige Rolle beim Umsatz organischer Stoffe und im Kohlenstoffkreislauf spielen.
  • Aktinobakterien sind als Sekundärmetabolitenproduzenten bekannt und daher von hohem pharmakologischem und kommerziellem Interesse, da sie Antibiotika wie Actinomycin produzieren können.
  • Aktinobakterien sind für den eigentümlichen Geruch verantwortlich, den der Boden nach Regen ausströmt (Petrichor), vor allem in wärmeren Klimazonen.

Schlüsselbegriffe

  • Aktinomycin: Jedes aus einer Klasse von toxischen Polypeptid-Antibiotika, die in Bodenbakterien der Gattung Streptomyces gefunden werden.
  • Aktinobakterien: Eine Gruppe grampositiver Bakterien mit hohem Guanin- und Cytosingehalt in ihrer DNA

Aktinobakterien ist einer der dominierenden Bakterienstämme. Sie sind grampositive Bakterien mit hohem Guanin- und Cytosingehalt in ihrer DNA und können terrestrisch oder aquatisch sein. Für ihre phylogenetische Analyse wurde eine Analyse der Glutaminsynthetasesequenz vorgeschlagen.

Aktinobakterien umfassen einige der am häufigsten vorkommenden Boden-, Süßwasser- und Meereslebewesen, die eine wichtige Rolle bei der Zersetzung organischer Materialien wie Zellulose und Chitin spielen; Dadurch spielen sie eine wichtige Rolle beim Umsatz organischer Stoffe und beim Kohlenstoffkreislauf. Dies ergänzt die Nährstoffversorgung des Bodens und ist ein wichtiger Bestandteil der Humusbildung.

Andere Actinobakterien bewohnen Pflanzen und Tiere, darunter einige Krankheitserreger wie Mycobacterium, Corynebacterium, Nocardia, Rhodococcus und einige Streptomyces-Arten.

Aktinobakterien sind als Sekundärmetabolitenproduzenten bekannt und daher von hohem pharmakologischem und kommerziellem Interesse. 1940 entdeckte Selman Waksman, dass die von ihm untersuchten Bodenbakterien Aktinomycin, eine Entdeckung, für die er den Nobelpreis erhielt. Seitdem wurden Hunderte von natürlich vorkommenden Antibiotika in diesen terrestrischen Mikroorganismen entdeckt, insbesondere aus der Gattung Streptomyces.

Einige Actinobakterien bilden verzweigte Filamente, die ein wenig den Myzelien der nicht verwandten Pilze ähneln, unter denen sie ursprünglich unter dem älteren Namen klassifiziert wurden Aktinomyceten. Die meisten Mitglieder sind Aerobic, aber einige, wie z Actinomyces israelii, kann unter anaeroben Bedingungen wachsen. Im Gegensatz zu den Firmicutes, der anderen Hauptgruppe der Gram-positiven Bakterien, haben sie DNA mit einem hohen GC-Gehalt, und einige Actinomycetes-Arten produzieren externe Sporen.

Einige Arten von Actinobakterien sind für den eigentümlichen Geruch verantwortlich, der nach Regen (Petricor) vom Boden ausgeht, vor allem in wärmeren Klimazonen. Die Chemikalie, die diesen Geruch erzeugt, ist bekannt als Geosmin. Die meisten Aktinobakterien von medizinischer oder wirtschaftlicher Bedeutung gehören zur Unterklasse Actinobacteridae, Auftrag Actinomycetales. Während viele davon beim Menschen Krankheiten verursachen, ist Streptomyces als Quelle für Antibiotika bemerkenswert.


Mikrobiologische und molekulare Erkenntnisse zu seltenen Aktinobakterien mit bioaktiven Perspektiven

Aktinobakterien ist eine Gruppe fortgeschrittener filamentöser Bakterien. Selten Aktinobakterien sind von besonderem Interesse, da sie selten von der Umgebung isoliert sind. Sie sind eine wichtige Quelle für wichtige bioaktive Verbindungen. Bestimmung der richtigen Strategie zur Identifizierung von Aktinobakterien biosynthetische Gencluster zu beherbergen und bioaktive Moleküle zu produzieren, ist eine herausfordernde Plattform.

Methodik

In diesem Aufsatz diskutieren wir eine Konsequenz mikrobiologischer und molekularer Methoden zur Identifizierung seltener Aktinobakterien. Darüber hinaus beleuchten wir seltene AktinobakterienBedeutung für die Antibiotikaproduktion. Wir haben auch molekulare Ansätze zur Manipulation neuartiger biosynthetischer Gencluster durch PCR-Screening, Fosmid-Bibliotheken und Illumina-Gesamtgenom-Sequenzierung in Kombination mit bioinformatischer Analyse geklärt.

Abschluss

Wahrnehmungen der konventionellen und molekularen Identifizierung von Aktinobakterien wurden durchgeführt. Dies wird die Tür für die genetische Manipulation neuartiger Antibiotika-Gencluster in heterologen Wirten öffnen. Diese Schlussfolgerungen werden auch zur Konstruktion neuer bioaktiver Moleküle über gentechnische Biosynthesewege führen.


Einführung

LuxI und LuxR sind die Hauptkomponente von Quorum Sensing (QS) basierend Lux Operon 1. Der grundlegende Mechanismus von QS beinhaltet die Sekretion (LuxI) und Wahrnehmung (LuxR) von Signalmolekülen zwischen Mikroben 2, 3 . Zu den am häufigsten genutzten Quorum-Sensing-Signalmolekülen (QSSMs) für die Übertragung gehören N-Acyl-Homoserin-Lactone (AHLs) 4, 5 , die bei Gram-negativen weit verbreitet sind, aber nur wenige Berichte über ihre Anwesenheit in Archaeen 6 und Gram-positiven Bakterien aufweisen 7 .

Im Allgemeinen bidirektional transkribiert Lux Operon (

218 bp entfernt) von V. Fischeri bestehend aus 8 Lux Gene luxA-E, luxG, luxI, und luxR 3 . LuxI-Protein ist eine Acylsynthase von

190 Aminosäure, sezerniert AHLs durch Katalyse der Reaktion zwischen S-Adenosylmethionin (SAM) und Acylträgerprotein (ACP) 8 . LuxR ist ein AHL-Empfängerprotein (252 Aminosäuren) mit N- und C-terminalen Domänen. Die Autoinducer-Bindungsdomäne (ABD) bildet die N-terminale Region, während die DNA-bindende Helix-Turn-Helix-(HTH)-Domäne die C-terminale Region des LuxR-Regulators bildet 3 . ABD erkennt und bindet an das jeweilige AHL-Molekül. Dieser Komplex fördert die Demaskierung des C-Terminus (DNA-Bindungsdomäne), stimuliert seine Bindung an DNA und aktiviert die Transkription verschiedener QS-kontrollierter Gene 2 .

Die Verteilung von LuxI/LuxR-Proteinen in den gramnegativen Bakterien ist gut charakterisiert, z.B. in Vibrio Fischeri und Vibrio harveyi 9 , Pseudomonas aeruginosa 10 , Erwinia spp 1 . und viele mehr, die von unserer Gruppe im SigMol-Repository zusammengestellt wurden 5 . Es gibt mehrere Berichte zur Erforschung der Verbreitung und Evolutionsgeschichte von LuxI/LuxR in gramnegativen Bakterien 11, 12 und ihren spezifischen Kladen, z. Aeromonas 13 , Roseobacter 14 , Halomonadaceae 15 und Vibrionaceae 16. Es wurden jedoch nur wenige Studien für verwaiste LuxR (oder LuxR-Solos) durchgeführt, d. h. Regulatoren, die ABD (N-terminal) und DNA-bindende HTH C-terminale Domäne enthalten, aber ihr verwandtes LuxI fehlt 17, 18 . Darüber hinaus haben wir kürzlich eine computergestützte Exploration von LuxR-Solos in Archaea 19 durchgeführt.

Gram-positive Bakterien empfangen hauptsächlich Signale durch QS-Peptide, die ein Zweikomponentensystem verwendet haben, um die Kaskade 20 zu vervollständigen, anstatt LuxI/LuxR-Homologe. Wynendaele et al. berichteten über QS-Peptide von 51 Gram-positiven Bakterien in der Quorumpeps-Datenbank 21 . Anschließend haben wir diese QS-Peptide durch verschiedene Techniken des maschinellen Lernens im QSPpred-Webserver 22 analysiert und vorhergesagt. Im Jahr 2013 haben Biswa und Doble die Produktion von Oxo-Octanoyl-Homoserin-Lacton in einem neuen Stamm von Exiguobakterium sp., ein marines Gram-positives Bakterium 7 . Dieser Stamm besitzt ein LuxR-Homolog, das als ExgR bezeichnet wird, und hat auch ein LuxI-Homolog stromabwärts von ExgR. Weiter, Bose et al. berichteten über die Produktion von N-(3-Oxodecanoyl)-L-Homoserin-Lacton und N-(3-Oxodecanoyl)-L-Homoserin-Lacton in Salinispora sp. (Schwammassoziierte marine Actinobakterien) 23 . Darüber hinaus zeigten wenige Genom-Annotationsstudien das Vorhandensein von LuxI/LuxR in Gram-positiven Bakterien, nämlich Staphylokokken spp., Bazillus spp., Mykobakterium spp. usw. 24,25,26 . Actinobacteria-Stamm wurde von Santos und Mitarbeitern für LuxR-Regulatoren 27 phylogenomisch untersucht und später von Polkade . überprüft et al. für das Vorhandensein möglicher QS 28 .

Gram-positive Bakterien haben zwei Hauptstämme, nämlich Actinobakterien (hoher G + C-Gehalt) und Firmicutes (niedriger G + C-Gehalt). Unter ihnen wurden Firmicutes und andere kleinere Stämme nicht auf AHL-basierte interzelluläre Kommunikation untersucht. Das Vorhandensein von LuxI/LuxR in grampositiven Bakterien stärkt jedoch das Konzept der Interspezies-Kommunikation zwischen seinen Spezies und dem von gramnegativen Bakterien. Daher analysieren wir in der vorliegenden Studie eine komplette Gruppe grampositiver Bakterien auf das Vorhandensein von mutmaßlichem LuxI/LuxR unter Verwendung multidimensionaler Perspektiven wie Konservierung, Domäne, Motiv, Zusammensetzung, Geneontologie (GO), Ligandenbindung, Clusterbildung und taxonomische Verteilung. Insbesondere haben wir auch die evolutionären Analysen zum Vorkommen von potenziellem LuxI/LuxR in grampositiven Bakterien durchgeführt.


Verweise

Whitman, W.B. et al. Bergeys Handbuch der systematischen Bakteriologie: Band 5: Die Aktinobakterien (Springer Science & Wirtschaftsmedien, 2012).

van der Meij, A., Worsley, S.F., Hutchings, M.I. & van Wezel, G.P. Chemische Ökologie der Antibiotikaproduktion durch Aktinomyceten. FEMS Mikrobiol. Rev. 41, 392–416 (2017).

Barka, E. A. et al. Taxonomie, Physiologie und Naturstoffe von Actinobakterien. Mikrobiol. Mol.-Nr. Biol. Rev. 80, 1–43 (2016).

Bérdy, J. Bioaktive mikrobielle Metaboliten. J. Antibiotika. 58, 1–26 (2005).

Hopwood, D. A. Streptomyces in Natur und Medizin: die Antibiotika-Hersteller (Oxford Univ. Press, 2007).

Vrancken, K. &. Anne, J. Secretory production of recombinant protein by Streptomyces. Zukünftiges Mikrobiol. 4, 181–188 (2009).

Newman, D. J. & Cragg, G. M. Naturprodukte als Quellen für neue Medikamente in den letzten 25 Jahren. J. Nat. Prod.-Nr. 70, 461–477 (2007).

Davies, J. & Davies, D. Ursprünge und Entwicklung der Antibiotikaresistenz. Mikrobiol. Mol.-Nr. Biol. Rev. 74, 417–433 (2010).

Cooper, M. A. und Shlaes, D. Reparieren Sie die Antibiotika-Pipeline. Natur 472, 32 (2011).

Payne, D. J., Gwynn, M. N., Holmes, D. J. & Pompliano, D. L. Medikamente gegen böse Käfer: Die Herausforderungen der antibakteriellen Entdeckung. Nat. Rev. Droge. Disku. 6, 29–40 (2007).

Baltz, R. H. Antimicrobials from Actinomycetes: Zurück in die Zukunft. Mikrobe 2, 125–131 (2007).

Baltz, R. H. Renaissance in der antibakteriellen Entdeckung von Actinomyceten. Curr. Meinung. Pharmacol. 8, 557–563 (2008).

Bentley, S. D. et al. Vollständige Genomsequenz des Modellaktinomyceten Streptomyces coelicolor A3(2). Natur 417, 141–147 (2002).

Ikeda, H. et al. Vollständige Genomsequenz und vergleichende Analyse des industriellen Mikroorganismus Streptomyces avermitilis. Nat. Biotechn. 21, 526–531 (2003).

van den Berg, M.A. et al. Genomsequenzierung und Analyse des Fadenpilzes Penicillium chrysogenum. Nat. Biotechn. 26, 1161–1168 (2008).

Bode, H. B., Bethe, B., Hofs, R. & Zeeck, A. Große Effekte aus kleinen Veränderungen: Möglichkeiten, die chemische Vielfalt der Natur zu erforschen. Chembiochem 3, 619–627 (2002).

Romano, S., Jackson, S. A., Patry, S. &. Dobson, A. D. W. Ausweitung des Prinzips „Ein Stamm, viele Verbindungen“ (OSMAC) auf marine Mikroorganismen. März Drogen 16, 244 (2018).

Wu, C. et al. Lugdunomycin, ein von Angucyclin abgeleitetes Molekül mit beispielloser chemischer Architektur. Angew. Chem.-Nr. Int. Hrsg. Engl. 58, 2809–2814 (2019).

Wright, E. S. & Vetsigian, K. H. Inhibitorische Interaktionen fördern die häufige Bistabilität zwischen konkurrierenden Bakterien. Nat. Komm. 7, 11274 (2016).

Hibbing, M. E., Fuqua, C., Parsek, M. R. & Peterson, S. B. Bakterielle Konkurrenz: Überleben und Gedeihen im mikrobiellen Dschungel. Nat. Rev. Mikrobiol. 8, 15–25 (2010).

Abrudan, M.I. et al. Sozialvermittelte Induktion und Unterdrückung von Antibiose während bakterieller Koexistenz. Proz. Natl Acad. Wissenschaft Vereinigte Staaten von Amerika 112, 11054–11059 (2015).

Traxler, M. F. & Kolter, R. Naturprodukte in Bodenmikrobeninteraktionen und Evolution. Nat. Prod.-Nr. Repräsentant 32, 956–970 (2015).

Traxler, M. F., Watrous, J. D., Alexandrov, T., Dorrestein, P. C. & Kolter, R. Interspezies-Interaktionen stimulieren die Diversifizierung der Streptomyces coelicolor sezerniertes Metabolom. mBio 4, e00459-13 (2013). Diese Studie verwendet Nanospray-Desorptions-Elektrospray-Ionisations-Massenspektrometrie und MALDI-TOF-Bildgebungs-Massenspektrometrie, um die chemischen Wechselwirkungen zu identifizieren, die zwischen Actinomyceten-Bakterien stattfinden, und zeigt wesentliche Veränderungen in der spezialisierten Metabolitenproduktion auf.

Rutledge, P.J. &. Challis, G.L. Entdeckung mikrobieller Naturstoffe durch Aktivierung stiller biosynthetischer Gencluster. Nat. Rev. Mikrobiol. 13, 509–523 (2015).

Zhu, H., Sandiford, S.K. & van Wezel, G.P. Auslöser und Hinweise, die die Antibiotikaproduktion durch Actinomyceten aktivieren. J. Ind. Microbiol. Biotechn. 41, 371–386 (2014).

Guernot, M. L. Mikrobieller Eisentransport. Annu. Rev. Mikrobiol. 48, 743–772 (1994).

Li, C., Ji, C. & Tang, B. Reinigung, Charakterisierung und biologische Aktivität von Melanin aus Streptomyces sp. FEMS Mikrobiol. Lette. 365, fny077 (2018).

Sadeghi, A. et al. Vielfalt der Ectoine-Biosynthesegene im salztoleranten Streptomyces und Beweise für die induktive Wirkung von Ectoinen auf ihre Akkumulation. Mikrobiol. Res. 169, 699–708 (2014).

Kroiss, J. et al. Symbiotische Streptomyceten bieten eine antibiotische Kombinationsprophylaxe für Wespennachkommen. Nat. Chem.-Nr. Biol. 6, 261–263 (2010).

Raaijmakers, J. M. & Mazzola, M. Vielfalt und natürliche Funktionen von Antibiotika, die von nützlichen und pflanzenpathogenen Bakterien produziert werden. Annu. Rev. Phytopathol. 50, 403–424 (2012).

Doroghazi, J. R. & Metcalf, W. W. Comparative Genomics of Actinomycetes mit Fokus auf Naturstoffbiosynthesegenen. BMC Genomics 14, 611 (2013).

Cimermancic, P. et al. Einblicke in den Sekundärstoffwechsel aus einer globalen Analyse prokaryotischer biosynthetischer Gencluster. Zelle 158, 412–421 (2014).

Sriswasdi, S., Yang, C.C. & Iwasaki, W. Generalistische Arten treiben die mikrobielle Ausbreitung und Evolution voran. Nat. Komm. 8, 1162 (2017).

Shimkets, L. J. in Bakterielle Genome: Physikalische Struktur und Analyse (Hrsg. de Bruijn, F. J., Lupski, J. R. & Weinstock, G. M.) 5–11 (Chapman & Hall, 1998).

Fraser, C.M.et al. Das minimale Genkomplement von Mycoplasma genitalium. Wissenschaft 270, 397–403 (1995).

Salem, H. et al. Drastische Genomreduktion beim pektinolytischen Symbionten eines Pflanzenfressers. Zelle 171, 1520–1531 (2017).

Davies, J. Millennium-Wanzen. Trends Zellbiol. 9, M2–M5 (1999).

Claessen, D., Rozen, D.E., Kuipers, O.P., Sogaard-Andersen, L. & van Wezel, G.P. Bakterielle Lösungen für die Vielzelligkeit: eine Geschichte von Biofilmen, Filamenten und Fruchtkörpern. Nat. Rev. Mikrobiol. 12, 115–124 (2014).

Flärdh, K. & Buttner, M.J. Streptomyces Morphogenetik: präparierende Differenzierung in einem filamentösen Bakterium. Nat. Rev. Mikrobiol. 7, 36–49 (2009).

Chater, K. F. & Losick, R. in Bakterien als vielzellige Organismen (Hrsg. Shapiro, J. A. & Dworkin, M.) 149–182 (Oxford University Press, 1997).

Merrick, M. J. Eine morphologische und genetische Kartierungsstudie von kahlköpfigen Koloniemutanten von Streptomyces coelicolor. J. Gen. Microbiol. 96, 299–315 (1976).

Hopwood, D.A., Wildermuth, H. & Palmer, H.M. Mutanten von Streptomyces coelicolor defekt in der Sporulation. J. Gen. Microbiol. 61, 397–408 (1970).

Bibb, M. J. Regulation des Sekundärstoffwechsels bei Streptomyceten. Curr. Meinung. Mikrobiol. 8, 208–215 (2005).

van der Heul, H. U., Bilyk, B. L., McDowall, K. J., Seipke, R. F. & van Wezel, G. P. Regulation der Antibiotikaproduktion in Actinobakterien: neue Perspektiven aus der postgenomischen Ära. Nat. Prod.-Nr. Repräsentant 35, 575–604 (2018).

Manteca, A. Eine Todesrunde, die ein junges kompartimentiertes Myzel betrifft, geht dem Abbau des Luftmyzels in konfluenten Oberflächenkulturen von . voraus Streptomyces antibiotisch. Mikrobiologie 151, 3689–3697 (2005).

Manteca, A., Mader, U., Connolly, B.A. &. Sanchez, J. Eine proteomische Analyse von Streptomyces coelicolor programmierter Zelltod. Proteomik 6, 6008–6022 (2006).

Tenconi, E., Traxler, M. F., Hoebreck, C., van Wezel, G. P. & Rigali, S. Die Produktion von Prodigininen ist Teil eines programmierten Zelltodprozesses in Streptomyces coelicolor. Vorderseite. Mikrobiol. 9, 1742 (2018).

Ohnishi, Y. et al. Genomsequenz des Streptomycin-produzierenden Mikroorganismus Streptomyces griseus IFO 13350. J. Bakteriol. 190, 4050–4060 (2008).

Gomez-Escribano, J.P. et al. Struktur und Biosynthese des ungewöhnlichen Polyketidalkaloids Coelimycin P1, ein Stoffwechselprodukt des cpk Gencluster von Streptomyces coelicolor M145. Chem.-Nr. Wissenschaft 3, 2716–2720 (2012).

Wu, C. et al. Erweiterung des Chemieraums für Naturstoffe um Aspergillus-Streptomyces Co-Kultivierung und Biotransformation. Wissenschaft Repräsentant 5, 10868 (2015).

Challis, G. L. & Hopwood, D. A. Synergie und Kontingenz als treibende Kräfte für die Evolution der multiplen Sekundärmetabolitenproduktion durch Streptomyces Spezies. Proz. Natl Acad. Wissenschaft Vereinigte Staaten von Amerika 100, 14555–14561 (2003).

Ling, L.L. et al. Ein neues Antibiotikum tötet Krankheitserreger ohne nachweisbare Resistenz ab. Natur 517, 455–459 (2015).

Wilson, M.C. et al. Ein Umweltbakterientaxon mit einem großen und ausgeprägten metabolischen Repertoire. Natur 506, 58–62 (2014).

Seipke, R.F., Kaltenpoth, M. & Hutchings, M.I. Streptomyces als Symbionten: ein aufstrebendes und weit verbreitetes Thema? FEMS. Mikrobiol. Rev. 36, 862–876 (2012).

Jensen, P. R., Williams, P. G., Oh, D.-C., Zeigler, L. & Fenical, W. Speziesspezifische Sekundärmetabolitenproduktion in marinen Actinomyceten der Gattung Salinispora. Appl. Umgebung Mikrobiol. 73, 1146–1152 (2007).

Yang, A. et al. Nitrosporeusine A und B, beispiellose Thioester-haltige Alkaloide aus der Arktis Streptomyces nitrosporeus. Org. Lette. 15, 5366–5369 (2013).

Sayed, A. M. et al. Extreme Umgebungen: Mikrobiologie, die zu spezialisierten Metaboliten führt. J. Appl. Mikrobiol. 128, 630–657 (2019).

Chevrette, M.G. et al. Das antimikrobielle Potenzial von Streptomyces aus Insektenmikrobiomen. Nat. Komm. 10, 516 (2019). Dieser Artikel beschreibt das biosynthetische Potenzial von insekten-assoziierten Streptomyceten und die Verwendung von Metabolomics zur Priorisierung von Stämmen, was zur Entdeckung eines neuen Antimykotikums führte, das gegen multiresistente Pilzstämme wirksam ist.

Zipperer, A. et al. Menschliche Kommensalen, die ein neuartiges Antibiotikum produzieren, beeinträchtigen die Kolonisierung von Krankheitserregern. Natur 535, 511–516 (2016).

Ziemert, N. et al. Diversität und Evolution des Sekundärstoffwechsels in der marinen Actinomyceten-Gattung Salinispora. Proz. Natl Acad. Wissenschaft Vereinigte Staaten von Amerika 111, E1130–E1139 (2014). Diese Arbeit zeigt eine hohe Pfaddiversität in kürzlich divergierten Salinispora spp. und liefert Beweise für evolutionäre Triebkräfte, die es Bakterien ermöglichen, ihre Fähigkeit zu maximieren, verschiedene Sekundärmetaboliten zu produzieren.

Adamek, M. et al. Vergleichende Genomik zeigt phylogenetische Verteilungsmuster von Sekundärmetaboliten in Amycolatopsis Spezies. BMC Genomics 19, 426 (2018).

Andam, C.P., Choudoir, M.J., Vinh Nguyen, A., Sol Park, H. & Buckley, D.H.Beiträge der artenübergreifenden Rekombination der Vorfahren zur genetischen Vielfalt der vorhandenen Streptomyces Linien. ISME J. 10, 1731–1741 (2016).

Tidjani, A. et al. Massiver Genfluss treibt die Genomdiversität zwischen sympatrischen Streptomyces Artgenossen. mBio 10, e01533-19 (2019).

McDonald, B. R. & Currie, C. R. Laterale Gentransferdynamik in der alten Bakteriengattung Streptomyces. mBio 8, e00644-17 (2017).

Medema, M. H., Cimermancic, P., Sali, A., Takano, E. & Fischbach, M. A. Eine systematische Computeranalyse der Evolution biosynthetischer Gencluster: Lektionen für die technische Biosynthese. PLoS-Komp. Biol. 10, e1004016 (2014).

Joynt, R. & Seipke, R. F. Eine phylogenetische und evolutionäre Analyse der Antimycin-Biosynthese. Mikrobiologie 164, 28–39 (2018).

Chevrette, M.G. et al. Taxonomische und metabolische Inkongruenz in der alten Gattung Streptomyces. Vorderseite. Mikrobiol. 10, 2170 (2019).

Navarro-Munoz, J.C. et al. Ein Computer-Framework zur Erforschung der biosynthetischen Diversität im großen Maßstab. Nat. Chem.-Nr. Biol. 16, 60–68 (2020). Diese Arbeit beschreibt zwei Computerwerkzeuge, BiG-SCAPE und CORASON, die entwickelt wurden, um die BGC-Diversität in großen genomischen Datensätzen zu analysieren.

Bruns, H. et al. Funktionsbezogener Ersatz bakterieller Siderophorwege. ISME J. 12, 320–329 (2018). Diese Studie verfolgt die Evolutionsgeschichte von zwei Siderophor-Biosynthesewegen und zeigt, dass der Erwerb eines Weges durch HGT mit dem Verlust des anderen korreliert.

Jensen, P. R. Naturstoffe und die Gencluster-Revolution. Trends Mikrobiol. 24, 968–977 (2016).

Chater, K. F. & Chandra, G. Die Evolution der Entwicklung in Streptomyces durch Genomvergleiche analysiert. FEMS Mikrobiol. Rev. 30, 651–672 (2006).

Ventura, M. et al. Genomik von Actinobakterien: Auf den Spuren der Evolutionsgeschichte eines alten Stammes. Mikrobiol. Mol.-Nr. Biol. Rev. 71, 495–548 (2007).

Choulet, F. et al. Entwicklung der Endregionen der Streptomyces lineares Chromosom. Mol.-Nr. Biol. Entwicklung 23, 2361–2369 (2006).

Bilyk, B., Horbal, L. & Luzhetskyy, A. Chromosomaler Positionseffekt beeinflusst die heterologe Expression von Genen und biosynthetischen Genclustern in Streptomyces albus J1074. Mikrob. Zelle Tatsache. 16, 5 (2017).

Letzel, A.-C. et al. Genomische Einblicke in den spezialisierten Stoffwechsel des marinen Actinomyceten Salinispora. Umgebung Mikrobiol. 19, 3660–3673 (2017).

Ghinet, M.G. et al. Aufdeckung der Prävalenz und Vielfalt der Integration konjugativer Elemente in Actinobakterien. Plus eins 6, e27846 (2011).

Kinashi, H., Shimaji, M. &. Sakai, A. Lineare Riesenplasmide in Streptomyces die für Antibiotika-Biosynthesegene kodieren. Natur 328, 454–456 (1987).

Medema, M.H.et al. Die Sequenz eines 1,8-Mb-bakteriellen linearen Plasmids zeigt ein reiches evolutionäres Reservoir an sekundären Stoffwechselwegen. Genom Biol. Entwicklung 2, 212–224 (2010).

Mochizuki, S. et al. Das große lineare Plasmid pSLA2-L von Streptomyces rochei hat eine ungewöhnlich verdichtete Genorganisation für den Sekundärstoffwechsel. Mol.-Nr. Mikrobiol. 48, 1501–1510 (2003).

Hoskisson, P. A. & Fernández-Martínez, L. T. Regulation von spezialisierten Metaboliten in Aktinobakterien – Erweiterung der Paradigmen. Umgebung Mikrobiol. Repräsentant 10, 231–238 (2018).

Huang, J. et al. Kreuzregulation zwischen verschiedenen Antibiotika-Biosynthesewegen von Streptomyces coelicolor. Mol.-Nr. Mikrobiol. 58, 1276–1287 (2005).

McLean, T.C., Hoskisson, P.A. & Seipke, R.F. Koordinierte Regulation der Antimycin- und Candicidin-Biosynthese. mSphere 1, e00305-16 (2016).

Martinet, L. et al. Ein einzelner biosynthetischer Gencluster ist für die Produktion von Bagremycin-Antibiotika und Ferroverdin-Eisenchelatoren verantwortlich. mBio 10, e01230-19 (2019).

Liu, G., Chater, K. F., Chandra, G., Niu, G. & Tan, H. Molekulare Regulation der Antibiotika-Biosynthese in Streptomyces. Mikrobiol. Mol.-Nr. Biol. Rev. 77, 112–143 (2013).

Wietzorrek, A. &, Bibb, M. Eine neue Proteinfamilie, die die Antibiotikaproduktion in Streptomyceten reguliert, scheint eine OmpR-ähnliche DNA-Bindungsfalte zu enthalten. Mol.-Nr. Mikrobiol. 25, 1181–1184 (1997).

Autret, S., Nair, R. & Errington, J. Genetische Analyse des Chromosomensegregationsproteins Spo0J von Bacillus subtilis: Beweise für separate Domänen, die an der DNA-Bindung und Interaktionen mit dem Soj-Protein beteiligt sind. Mol.-Nr. Mikrobiol. 41, 743–755 (2001).

Gramajo, H. C., Takano, E. &. Bibb, M. J. Stationäre Phase-Produktion des Antibiotikums Actinorhodin in Streptomyces coelicolor A3(2) ist transkriptionell reguliert. Mol.-Nr. Mikrobiol. 7, 837–845 (1993).

Tomono, A., Tsai, Y., Yamazaki, H., Ohnishi, Y. & Horinouchi, S. Transkriptionelle Kontrolle durch den A-Faktor von strR, dem bahnspezifischen Transkriptionsaktivator für die Streptomycin-Biosynthese in Streptomyces griseus. J. Bakteriol. 187, 5595–5604 (2005).

Lawlor, E. J., Baylis, H. A. & Chater, K. F. Pleiotrope morphologische und antibiotische Mängel resultieren aus Mutationen in einem Gen, das für ein tRNA-ähnliches Produkt in kodiert Streptomyces coelicolor A3(2). Gene Dev. 1, 1305–1310 (1987).

Fernandez-Moreno, M. A., Caballero, J. L., Hopwood, D. A. & Malpartida, F. The Gesetz Cluster enthält regulatorische und antibiotische Exportgene, direkte Angriffspunkte für die translationale Kontrolle durch die bldA tRNA-Gen von Streptomyces. Zelle 66, 769–780 (1991).

Takano, E. γ-Butyrolactone: Streptomyces Signalmoleküle, die die Produktion und Differenzierung von Antibiotika regulieren. Curr. Meinung. Mikrobiol. 9, 287–294 (2006).

Willey, J. M. & Gaskell, A. A. Morphogenetische Signalmoleküle der Streptomyceten. Chem.-Nr. Rev. 111, 174–187 (2011).

Tahlan, K. et al. Beginn des Actinorhodin-Exports in Streptomyces coelicolor. Mol.-Nr. Mikrobiol. 63, 951–961 (2007).

Wang, L. et al. Autoregulation der Antibiotikabiosynthese durch Bindung des Endprodukts an einen atypischen Reaktionsregulator. Proz. Natl Acad. Wissenschaft Vereinigte Staaten von Amerika 106, 8617–8622 (2009).

Willems, A. R. et al. Kristallstrukturen der Streptomyces coelicolor TetR-ähnliches Protein ActR allein und im Komplex mit Actinorhodin oder dem Actinorhodin-Biosynthesevorläufer (S)-DNPA. J.Mol. Biol. 376, 1377–1387 (2008).

Francis, I. M., Jourdan, S., Fanara, S., Loria, R. & Rigali, S. Der Cellobiosesensor CebR ist der Torwächter von Streptomyces-Krätze Pathogenität. mBio 6, e02018 (2015).

Rigali, S. et al. Fest oder Hunger: Der globale Regulator DasR verknüpft Nährstoffstress mit der Antibiotikaproduktion. Streptomyces. EMBO-Repräsentant 9, 670–675 (2008). Diese Arbeit ist die erste, die einen vollständigen Signalweg von einem extrazellulären Nährstoff (GlcNAc) zur Kontrolle von Antibiotika-Biosynthesewegen beschreibt.

Nazari, B. et al. Chitin-induzierte Genexpression, die an sekundären Stoffwechselwegen beteiligt ist Streptomyces coelicolor A3(2) in Erde gewachsen. Appl. Umgebung Mikrobiol. 79, 707–713 (2012).

Craig, M. et al. Unerwartete Kontrolle der Siderophorproduktion durch n-Acetylglucosamin in Streptomyceten. Umgebung Mikrobiol. Repräsentant 4, 512–521 (2012).

Swiątek-Połatyńska, M. A. et al. Genomweite Analyse der in vivo-Bindung des Masterregulators DasR in Streptomyces coelicolor identifiziert neue nicht-kanonische Ziele. Plus eins 10, e0122479 (2015).

Urem, M., Swiatek-Polatynska, M. A., Rigali, S. & van Wezel, G. P. Intertwining nährstoffsensorische Netzwerke und die Kontrolle der Antibiotikaproduktion in Streptomyces. Mol.-Nr. Mikrobiol. 102, 183–195 (2016).

Bode, H. Br., Bethe, B., Höfs, R. & Zeeck, A. Große Effekte aus kleinen Veränderungen: Möglichkeiten, die chemische Vielfalt der Natur zu erforschen. ChemBioChem 3, 619–627 (2002).

Zhu, H. et al. Gewinnung von Antibiotika, die gegen die ESKAPE-Erreger in einer Sammlung von Actinomyceten, die aus Bergböden isoliert wurden, aktiv sind. Mikrobiologie 160, 1714–1725 (2014).

Hosaka, T. et al. Antibakterielle Entdeckung in Actinomyceten-Stämmen mit Mutationen in der RNA-Polymerase oder dem ribosomalen Protein S12. Nat. Biotechn. 27, 462–464 (2009).

Tanaka, Y. et al. Antibiotika-Überproduktion durch rpsL und rsmG Mutanten verschiedener Actinomyceten. Appl. Umgebung Mikrobiol. 75, 4919–4922 (2009).

Bertrand, S. et al. Induktion von Metaboliten durch Co-Kultur von Mikroorganismen: ein möglicher Weg zur Verbesserung der chemischen Vielfalt für die Wirkstoffforschung. Biotechn. Erw. 32, 1180–1204 (2014).

Hoshino, S., Wakimoto, T., Onaka, H. & Abe, I. Chojalactones A–C, zytotoxische Butanolide, isoliert aus Streptomyces sp. mit mykolsäurehaltigem Bakterium kultiviert. Org. Lette. 17, 1501–1504 (2015).

Sugiyama, R. et al. 5-Alkyl-1,2,3,4-tetrahydrochinoline, neue membraninteragierende lipophile Metaboliten, die durch kombinierte Kultur von Streptomyces nigrescens und Tsukamurella pulmonis. Org. Lette. 17, 1918–1921 (2015).

Hsiao, N.H., Gottelt, M. & Takano, E. Kapitel 6. Regulierung der Antibiotikaproduktion durch bakterielle Hormone. Methoden Enzymol. 458, 143–157 (2009).

Albright, J.C.et al. Metabolomik im großen Maßstab zeigt eine komplexe Reaktion von Aspergillus nidulans zur epigenetischen Störung. ACS-Chem. Biol., 1535-1541 (2015).

Craney, A., Ozimok, C., Pimentel-Elardo, S.M., Capretta, A. & Nodwell, J.R. Die chemische Störung des Sekundärstoffwechsels zeigt wichtige Verbindungen zum Primärstoffwechsel. Chem.-Nr. Biol. 19, 1020–1027 (2012). Diese Arbeit beschreibt, wie das Screening einer Substanzbibliothek auf Elicitoren eine neue Familie von Molekülen identifizierte, die die Antibiotikaproduktion aktivieren.

Moon, K., Xu, F. & Seyedsayamdost, M. R. Cebulantin, ein kryptisches Lanthipeptid-Antibiotikum, das mit bioaktivitätsgekoppeltem HiTES entdeckt wurde. Angew. Chem.-Nr. Int. Hrsg. Engl. 58, 5973–5977 (2019).

Moon, K., Xu, F., Zhang, C. & Seyedsayamdost, M.R. Bioactivity-HiTES enthüllt kryptische Antibiotika, die in Actinomyceten-Bakterien kodiert sind. ACS-Chem. Biol. 14, 767–774 (2019).

Kramer, J., Ozkaya, O. & Kummerli, R. Bakterielle Siderophoren in Gemeinschaft und Wirtsinteraktionen. Nat. Rev. Mikrobiol. 18, 152–163 (2020).

Niu, G., Chater, K. F., Tian, ​​Y., Zhang, J. & Tan, H. Spezialisierte Metaboliten zur Regulierung der Antibiotika-Biosynthese in Streptomyces spp. FEMS Mikrobiol. Rev. 40, 554–573 (2016).

Onaka, H., Mori, Y., Igarashi, Y. & Furumai, T. Mykolsäurehaltige Bakterien induzieren die Biosynthese von Naturstoffen in Streptomyces Spezies. Appl. Umgebung Mikrobiol. 77, 400–406 (2011).

Schroeckh, V. et al. Eine enge Bakterien-Pilz-Interaktion löst die Biosynthese archetypischer Polyketide aus Aspergillus nidulans. Proz. Natl Acad. Wissenschaft Vereinigte Staaten von Amerika 106, 14558–14563 (2009).

Sung, A. A., Gromek, S. M. & Balunas, M. J. Hochregulierung und Identifizierung der antibiotischen Aktivität eines aus dem Meer stammenden Streptomyces sp. durch Kokulturen mit humanpathogenen. März Drogen 15 (2017).

Perez, J. et al. Myxococcus xanthus induziert Actinorhodin-Überproduktion und Luftmyzelbildung durch Streptomyces coelicolor. Mikrob. Biotechn. 4, 175–183 (2011).

Patin, N.V., Floros, D.J., Hughes, C.C., Dorrestein, P.C. & Jensen, P.R Salinispora spezialisierten Stoffwechsel. Mikrobiologie 164, 946–955 (2018).

Ezaki, M. et al. Biphenomycin A-Produktion durch eine Mischkultur. Appl. Umgebung. Mikrobiol. 58, 3879–3882 (1992).

Kurosawa, K. et al. Rhodostreptomycine, biosynthetisierte Antibiotika nach horizontalem Gentransfer von Streptomyces padanus zu Rhodococcus fascians. Marmelade. Chem.-Nr. Soz. 130, 1126–1127 (2008).

Traxler, M. F., Seyedsayamdost, M. R., Clardy, J. & Kolter, R. Interspezies-Modulation der bakteriellen Entwicklung durch Eisenkonkurrenz und Siderophor-Piraterie. Mol.-Nr. Mikrobiol. 86, 628–644 (2012).

Onaka, H., Tabata, H., Igarashi, Y., Sato, Y. & Furumai, T. Goadsporin, eine chemische Substanz, die den Sekundärstoffwechsel und die Morphogenese bei Streptomyceten fördert. I. Reinigung und Charakterisierung. J. Antibiotika. 54, 1036–1044 (2001).

Yang, Y.L., Xu, Y., Straight, P. & Dorrestein, P.C. Translating metabolischer Austausch mit bildgebender Massenspektrometrie. Nat. Chem.-Nr. Biol. 5, 885–887 (2009).

Mendes, R. et al. Entschlüsselung des Rhizosphären-Mikrobioms für krankheitsunterdrückende Bakterien. Wissenschaft 332, 1097–1100 (2011).

Currie, C. R., Scott, J. A., Summerbell, R. C. & Malloch, D. D. Pilzwachsende Ameisen verwenden Antibiotika-produzierende Bakterien, um Gartenparasiten zu bekämpfen. Natur 398, 701–704 (1999).

Heine, D. et al. Chemische Kriegsführung zwischen Blattschneiderameisen-Symbionten und einem gemeinsam entwickelten Krankheitserreger. Nat. Komm. 9, 2208 (2018). Diese Arbeit beschreibt, wie Pseudonokardie, das einen Pilzgarten vor einer Infektion durch einen pathogenen Pilz schützt, bewirkt die Produktion von gegenläufigen Antibiotika durch den Erreger.

Spaepen, S. in Prinzipien der Pflanzen-Mikroben-Interaktionen (Hrsg. Lugtenberg, B.) 247–256 (Springer, 2015).

van der Meij, A. et al. Inter- und intrazelluläre Kolonisation von Arabidopsis-Wurzeln durch endophytische Actinobakterien und der Einfluss von Pflanzenhormonen auf ihre antimikrobielle Aktivität. Antonie Van. Leeuwenhoek 111, 679–690 (2018). Diese Studie beschreibt die Wechselwirkung zwischen Pflanzen und Streptomyceten sowie die chemische Wechselwirkung, durch die Pflanzen die spezialisierte Metabolitenproduktion durch endophytische Aktinobakterien beeinflussen könnten.

Blin, K. et al. antiSMASH 5.0: Aktualisierungen der Genom-Mining-Pipeline für sekundäre Metaboliten. Nukleinsäuren Res. 47, W81–W87 (2019). Diese Arbeit beschreibt ein Computerwerkzeug, das von Forschern weltweit verwendet wird, um biosynthetische Gencluster aus Genomsequenzen vorherzusagen.

Skinnider, M. A., Merwin, N. J., Johnston, C. W. & Magarvey, N. A. PRISM 3: erweiterte Vorhersage chemischer Naturstoffstrukturen aus mikrobiellen Genomen. Nukleinsäuren Res. 45, W49–W54 (2017). PRISM3 sagt verschiedene potenzielle chemische Produkte biosynthetischer Gencluster vorher und zeigt, wie sich das Feld in Richtung der Vorhersage der Naturstoffstruktur aus einer genomischen Sequenz bewegt.

Kautsar, S. A. et al. MIBiG 2.0: ein Repository für biosynthetische Gencluster mit bekannter Funktion. Nukleinsäuren Res. 48, D454–D458 (2019).

Doroghazi, J. R. et al. Eine Roadmap für die Entdeckung von Naturstoffen basierend auf groß angelegter Genomik und Metabolomik. Nat. Chem.-Nr. Biol. 10, 963–968 (2014). Diese Arbeit zeigt, wie die GCF-Klassifizierung verwendet werden kann, um große Datensätze auf biosynthetisches Potenzial zu untersuchen.

Alanjary, M. et al. Der Antibiotic Resistant Target Seeker (ARTS), eine Explorationsmaschine für die Priorisierung von Antibiotika-Clustern und die Entdeckung neuartiger Wirkstoff-Targets. Nukleinsäuren Res. 45, W42–W48 (2017).

Schorn, M.A. et al. Die Sequenzierung seltener mariner Aktinomyceten-Genome zeigt eine hohe Dichte an einzigartigen biosynthetischen Naturstoff-Genclustern. Mikrobiologie 162, 2075–2086 (2016).

Charlop-Powers, Z. et al. Globale biogeographische Probenahme des bakteriellen Sekundärstoffwechsels. eLife 4, e05048 (2015).

Charlop-Powers, Z. et al. Die Bodenmikrobiome in städtischen Parks sind ein reiches Reservoir an biosynthetischer Vielfalt von Naturprodukten. Proz. Natl Acad. Wissenschaft Vereinigte Staaten von Amerika 113, 14811–14816 (2016).

Tiwari, K. & Gupta, R. K. Seltene Aktinomyceten: ein potenzielles Lagerhaus für neue Antibiotika. Krit. Rev. Biotechnol. 32, 108–132 (2012).

Donia, M. S. et al. Eine systematische Analyse biosynthetischer Gencluster im menschlichen Mikrobiom zeigt eine gemeinsame Antibiotikafamilie. Zelle 158, 1402–1414 (2014).

Culp, E.J. et al. Versteckte Antibiotika in Actinomyceten können durch Inaktivierung von Genclustern für gängige Antibiotika identifiziert werden. Nat. Biotechn. 37, 1149–1154 (2019). Diese Arbeit zeigt, wie das Genom-Engineering von Actinobakterien durch das Entfernen von Genen für gängige Antibiotika zur Produktion neuer Metaboliten führen kann, die zuvor nicht identifiziert wurden.

Hiard, S. et al. PREDetector: ein neues Werkzeug zur Identifizierung regulatorischer Elemente in bakteriellen Genomen. Biochem. Biophys. Res. Komm. 357, 861–864 (2007).

Tan, K., Moreno-Hagelsieb, G., Collado-Vides, J. & Stormo, G.D. Ein vergleichender genomischer Ansatz zur Vorhersage neuer Mitglieder von Regulonen. Genom-Res. 11, 566–584 (2001).

Rigali, S., Anderssen, S., Naome, A. & van Wezel, G.P. Den regulatorischen Code biosynthetischer Gencluster knacken als Strategie für die Entdeckung von Naturstoffen. Biochem. Pharmacol. 153, 24–34 (2018).

Carrion, V.J. et al. Pathogeninduzierte Aktivierung krankheitsunterdrückender Funktionen im endophytischen Wurzelmikrobiom. Wissenschaft 366, 606–612 (2019).

Duhrkop, K., Shen, H., Meusel, M., Rousu, J. & Bocker, S. Durchsuchen molekularer Strukturdatenbanken mit Tandem-Massenspektren mit CSI:FingerID. Proz. Natl Acad. Wissenschaft Vereinigte Staaten von Amerika 112, 12580–12585 (2015).

van der Hooft, J. J., Wandy, J., Barrett, M. P., Burgess, K. E. & Rogers, S. Topic modeling for untargeted substructure Exploration in Metabolomics. Proz. Natl Acad. Wissenschaft Vereinigte Staaten von Amerika 113, 13738–13743 (2016).

Mohimani, H. et al. Dereplikation peptidischer Naturstoffe durch Datenbanksuche von Massenspektren. Nat. Chem.-Nr. Biol. 13, 30–37 (2017).

Mohimani, H. et al. Dereplikation mikrobieller Metaboliten durch Datenbanksuche von Massenspektren. Nat. Komm. 9, 4035 (2018).

Ernst, M. et al. MolNetEnhancer: verbesserte molekulare Netzwerke durch die Integration von Metabolom-Mining- und Annotationstools. Metaboliten 9, 144 (2019).

Wilson, M. C. &. Piel, J. Metagenomische Ansätze zur Nutzung unkultivierter Bakterien als Ressource für eine neue biosynthetische Enzymologie. Chem.-Nr. Biol. 20, 636–647 (2013).

Smanski, M.J. et al. Synthetische Biologie, um die chemische Vielfalt der Natur zu erschließen und zu erweitern. Nat. Rev. Mikrobiol. 14, 135–149 (2016).

Sugimoto, Y. et al. Eine metagenomische Strategie zur Nutzung des chemischen Repertoires des menschlichen Mikrobioms. Wissenschaft 366, eaax9176 (2019). Dieses Papier beschreibt eine innovative Strategie zur Identifizierung und Charakterisierung biosynthetischer Gencluster aus unkultivierten Mikroben mittels Metagenomik.

Smanski, M.J. et al. Funktionelle Optimierung von Genclustern durch kombinatorisches Design und Assemblierung. Nat. Biotechn. 32, 1241–1249 (2014).

Schomar, H. et al. Metabolic Engineering eines Carbapenem-Antibiotikum-Synthesewegs in Escherichia coli. Nat. Chem.-Nr. Biol. 14, 794–800 (2018).

Amos, G.C.A. et al. Vergleichende Transkriptomik als Leitfaden für die Entdeckung von Naturstoffen und die Funktionalität biosynthetischer Gencluster. Proz. Natl Acad. Wissenschaft Vereinigte Staaten von Amerika 114, E11121–E11130 (2017).

Machado, H., Tuttle, R. N. & Jensen, P. R. Omics-basierte Naturstoff-Entdeckung und das Lexikon des Genom-Mining. Curr. Meinung. Mikrobiol. 39, 136–142 (2017).

Badri, D.V. & Vivanco, J.M. Regulierung und Funktion von Wurzelexsudaten. Anlage. Zellenumgebung 32, 666–681 (2009).

Badri, D.V., Chaparro, J.M., Zhang, R., Shen, Q. &. Vivanco, J.M Arabidopsis in den Boden zeigen, dass phenolische Verbindungen überwiegend das Bodenmikrobiom modulieren. J. Biol. Chem.-Nr. 288, 4502–4512 (2013).

Bulgarelli, D. et al. Aufdecken von Struktur- und Montagehinweisen für Arabidopsis wurzelbewohnende bakterielle Mikrobiota. Natur 488, 91–95 (2012).

Lebeis, S.L. et al. Salicylsäure moduliert die Besiedlung des Wurzelmikrobioms durch spezifische Bakterientaxa. Wissenschaft 349, 860–864 (2015).

Culp, E.J. et al. Evolutionsgeleitete Entdeckung von Antibiotika, die das Peptidoglycan-Remodelling hemmen. Natur 578, 582–587 (2020).

van Heel, A.J. et al. BAGEL4: ein benutzerfreundlicher Webserver zum gründlichen Minen von RiPPs und Bakteriocinen. Nukleinsäuren Res. 46, W278–W281 (2018).

Du, C. & van Wezel, G. P. Bergbau nach mikrobiellen Edelsteinen: Integration der Proteomik in die Pipeline zur Entdeckung postgenomischer Naturstoffe. Proteomik 18, e1700332 (2018).

Göring, A. W. et al. Metabologenomik: Korrelation von mikrobiellen Genclustern mit Metaboliten treibt die Entdeckung eines nichtribosomalen Peptids mit einem ungewöhnlichen Aminosäuremonomer voran. ACS Cent. Wissenschaft 2, 99–108 (2016).

Soldatou, S., Eldjarn, G. H., Huerta-Uribe, A., Rogers, S. & Duncan, K. R. Verknüpfung von biosynthetischem und chemischem Raum, um die Entdeckung mikrobieller Sekundärmetaboliten zu beschleunigen. FEMS Mikrobiol. Lette. 366, fnz142 (2019).

Stokes, J. M.et al. Ein Deep-Learning-Ansatz zur Entdeckung von Antibiotika. Zelle 180, 688–702 (2020).


Aktinobakterien

Aktinobakterien (G+C-Gram-positive Bakterien mit hohem G+C-Gehalt)

  • Aktinobakterien sind eine Gruppe grampositiver Bakterien mit hohem Guanin- und Cytosingehalt in ihrer DNA.
  • Aktinobakterien sind eine Gruppe grampositiver Bakterien mit hohem Guanin- und Cytosingehalt in ihrer DNA.
  • Aktinobakterien ist einer der dominierenden Stämme der Bakterien.
  • Die Analyse der Glutaminsynthetase-Sequenz wurde für die phylogenetische Analyse von . vorgeschlagen Aktinobakterien.
  • Von diesen Aktinobakterien nicht in Actinomycetales, Gardnerella ist eine der am besten erforschten.

Übersicht über grampositive Bakterien und Aktinobakterien

  • Aktinobakterien sind grampositive Bakterien mit hohem Guanin- und Cytosingehalt in ihrer DNA und können terrestrisch oder aquatisch sein.
  • Aktinobakterien ist einer der dominierenden Bakterienstämme.
  • Aktinobakterien sind als Sekundärmetaboliten-Produzenten bekannt und daher von hohem pharmakologischem und kommerziellem Interesse.
  • Einige Arten von Aktinobakterien sind für den eigentümlichen Geruch verantwortlich, den der Boden nach Regen ausströmt (Petrichor), vor allem in wärmeren Klimazonen.
  • Die meisten Aktinobakterien von medizinischer oder wirtschaftlicher Bedeutung sind in der Unterklasse Actinobacteridae, Ordnung Actinomycetales.

Schäden an Proteinen und Nukleinsäuren

  • Tetracyclin ist ein Breitspektrum-Polyketid-Antibiotikum, das von der Gattung Streptomyces hergestellt wird Aktinobakterien, angezeigt für den Einsatz gegen viele bakterielle Infektionen.

Antimykobakterielle Antibiotika

  • Mycobacterium ist eine Gattung von Aktinobakterien Dazu gehören Krankheitserreger, von denen bekannt ist, dass sie schwere und ansteckende Krankheiten verursachen.

Deinococcus und Thermus

  • Inzwischen sind mehrere Bakterien vergleichbarer Strahlenresistenz bekannt, darunter einige Spezies der Gattung Chroococcidiopsis (Stamm Cyanobakterien) und einige Spezies von Rubrobacter (Stamm Aktinobakterien) unter den Archaeen zeigt die Art Thermococcus gammatolerans eine vergleichbare Strahlenresistenz.

Feuchtböden

  • Mikrofauna und Mikroflora: Größenbereich - 1 bis 100 Mikrometer, z.B. Hefen, Bakterien (üblicherweise Aktinobakterien), Pilze, Protozoen, Spulwürmer und Rädertierchen.

Nicht sporenbildende Firmicutes

  • Wissenschaftler haben die Firmicutes einst so klassifiziert, dass sie alle grampositiven Bakterien umfassen, haben sie jedoch kürzlich als eine Kerngruppe verwandter Formen definiert, die als Low-G+C-Gruppe bezeichnet wird, im Gegensatz zu den Aktinobakterien.

Chloroflexus und Verwandte

  • Während die meisten Bakterien in Bezug auf die Diversität Diderme sind und Gram-negativ färben, mit Ausnahme der Firmicutes (niedrige CG-Gram-Positive), Aktinobakterien (Gram-Positive mit hohem CG) und die Deinococcus-Thermus-Gruppe (Gram-positiv, aber Diderme mit dickem Peptidoglycan), die Mitglieder des Stammes Chloroflexi sind Monodermen und färben hauptsächlich Gram-negativ.

Mikrobiota der Haut

  • Die meisten kommen aus vier Stämmen: Aktinobakterien (51,8%), Firmicutes (24,4%), Proteobakterien (16,5%) und Bacteroidetes (6,3%).

Firmen

  • Wissenschaftler haben die Firmicutes einst so klassifiziert, dass sie alle grampositiven Bakterien umfassen, haben sie jedoch kürzlich als eine Kerngruppe verwandter Formen definiert, die als Low-G+C-Gruppe bezeichnet wird, im Gegensatz zu den Aktinobakterien.
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Reproduktion

Die Fortpflanzung bei Prokaryoten ist asexuell und erfolgt normalerweise durch binäre Spaltung. Denken Sie daran, dass die DNA eines Prokaryoten als einzelnes, kreisförmiges Chromosom existiert. Prokaryonten durchlaufen keine Mitose. Vielmehr wird das Chromosom repliziert und die beiden resultierenden Kopien werden aufgrund des Zellwachstums voneinander getrennt. Der nun vergrößerte Prokaryot wird an seinem Äquator nach innen eingeklemmt und die beiden resultierenden Zellen, die Klone sind, trennen sich. Die binäre Spaltung bietet keine Möglichkeit für genetische Rekombination oder genetische Diversität, aber Prokaryonten können Gene durch drei andere Mechanismen teilen.

Die Fortpflanzung kann sehr schnell sein: einige Minuten für einige Arten. Diese kurze Generationszeit in Verbindung mit Mechanismen der genetischen Rekombination und hohen Mutationsraten führt zu einer schnellen Evolution von Prokaryonten, die es ihnen ermöglichen, sehr schnell auf Umweltveränderungen (wie die Einführung eines Antibiotikums) zu reagieren.

Neben der binären Spaltung gibt es drei weitere Mechanismen, durch die Prokaryonten DNA austauschen können. Bei (a) Transformation nimmt die Zelle prokaryontische DNA direkt aus der Umgebung auf. Die DNA kann als Plasmid-DNA getrennt bleiben oder in das Wirtsgenom eingebaut werden. Bei (b) Transduktion injiziert ein Bakteriophage DNA in die Zelle, die ein kleines DNA-Fragment eines anderen Prokaryoten enthält. Bei (c) Konjugation wird DNA von einer Zelle zur anderen über eine Paarungsbrücke übertragen, die die beiden Zellen verbindet, nachdem der Sexpilus die beiden Bakterien nah genug angezogen hat, um die Brücke zu bilden.


Bioaktive Verbindungen aus Höhlen-Aktinobakterien

Höhlen sind extreme Lebensräume mit geringer Nährstoff-, Temperatur- und Lichtintensität, aber hoher Luftfeuchtigkeit (Schabereiter-Gurtner et al., 2002). Diese einzigartigen Eigenschaften können die Produktion bioaktiver Substanzen, insbesondere Antibiotika, durch Aktinobakterien fördern (Nakaew et al., 2009a). Bioaktive Metaboliten von höhlenassoziierten Aktinobakterien wurden in den letzten Jahren gereinigt, ihre Struktur aufgeklärt und berichtet (Tabelle 2). Diese Verbindungen zeigten meist antibakterielle und/oder krebshemmende Wirkungen. Der produktivste Produzent sind Mitglieder der Gattung Streptomyces.

Tabelle 2. Bioaktive Metaboliten aus Höhlenaktinobakterien.

Cervimycin A, B, C und D wurden hergestellt aus Streptomyces tendae Stamm HKI 0179, isoliert aus einer Felswand in einer alten Höhle, der Grotta dei Cervi in ​​Italien. Cervimycine A und B sind neuartige Polyketidglykoside. Cervimycin C und D haben jedoch dieselbe Struktur wie die bekannten Verbindungen A2121-3 und A2121-2. Cervimycine A-D sind hochaktiv gegen grampositive Bakterien (B. subtilis und S. aureus) und multiresistent S. aureus (MRSA), Vancomycin-resistent Enterococcus faecalis (VRE) und auslaufsicher S. aureus EfS4 (Herold et al., 2005).

Xiakemycin A ist ein neuartiges Pyranonaphthochinon (PNQ)-Antibiotikum, das von Streptomyces sp. CC8-201 aus abgelegenem Karstboden in China. Xiakemycin A zeigte eine starke Hemmwirkung gegen grampositive Bakterien (S. aureus, S. epidermidis, E. faecalis und E. faecium) und zytotoxisch gegen zahlreiche Krebszelllinien (menschliche Lungenkrebs-A549-Zellen, Brustkrebs-MCF-7-Zellen, Hepatom-HepG-2-Zellen, Gebärmutterhalskrebs-HeLa-Zellen, Kolonkarzinom-HCT-116-Zellen-p53-wt-Zellen, Neuroblastom-SH-SY5Y-Zellen und menschlicher Prostatakrebs PC-3) (Jiang et al., 2015).

Hypogeamicin A, B, C und D wurden hergestellt von Nonomuraea Spekus isoliert von Hardin's Höhlensystem in Tennessee, USA. Hypogeamicin A zeigte Zytotoxizität gegenüber der Dickdarmkrebszelllinie TCT-1, während Hypogeamicin B-D wirksam war gegen B. subtilis ohne Zytotoxizität gegenüber TCT-1. Hypogeamicin B-D ist jedoch nicht so stark wie Erythromycin und Gentamicin in Bezug auf die antimikrobielle Aktivität gegen B. subtilis (Derewacz et al., 2014).

Huanglongmycin A, B und C sind aromatische Polyketide aus Streptomyces sp. CB09001, isoliert aus Karsthöhlenboden von Xiangxi, China. Huanglongmycin A zeigte ein schwaches Anti-Gram-negatives Bakterium (Pseudomonas aeruginosa und Escherichia coli) und mäßige Zytotoxizität gegen Lungenkrebszelllinie A549. Huanglongmycin B hat eine schwache antibakterielle Wirkung gegen S. aureus und multiresistent S. aureus (MRSA). Huanglongmycin C zeigte weder antibakterielle noch krebshemmende Wirkungen (Jiang et al., 2018). Undecylprodigiosin wurde hergestellt von Streptomyces sp. JS520 aus Sedimenten in Höhle im Berg Miroc, Serbien isoliert. Undecylprodigiosin ist ein tiefrotes Pigment mit antibakterieller Wirkung gegen Micrococcus luteus, B. subtilis, und C. albicans. Darüber hinaus zeigte Undecylprodigiosin auch antioxidative und UV-schützende Eigenschaften (Stankovic et al., 2012).

Von vier bekannten Verbindungen mit Bioaktivität (Cyclodysidin D, Chaxalactin B, Stylissazol B und Gyrophorsäure) wurde berichtet, dass sie von Streptomyces sp. IB 2014/I/ 78-8 aus Mondmilch-Speläothem der Bolshaya Oreshnaya Höhle in Sibirien (Axenov-Gibanov et al., 2016). Cyclodysidin D wurde bereits in Meeresschwämmen beschrieben, Dysidea tupha damit verbundenen Streptomyces sp. RV 15. Diese Verbindung zeigte keine Aktivität gegen Bakterien, Pilze und Parasiten (Abdelmohsen et al., 2014). Chaxalactin B wurde hergestellt aus Streptomyces sp. C34 aus hypertrockenen Bodenproben aus der Atacama-Wüste, Chile. Diese Verbindung hat eine starke Aktivität gegen grampositive Bakterien (Castro et al., 2018). Stylissazol B wurde aus dem Meeresschwamm isoliert Stilissa carteri auf den Salomonen gesammelt, aber kein Bericht über die Bioaktivität (Patel et al., 2010). Gyrophorsäure isoliert aus Humicola sp. FO-2942 ist ein Inhibitor der Diacylglycerin-Acyltransferase und ein Lipidsenker (Inokoshi et al., 2010).


8.8A: Übersicht über grampositive Bakterien und Aktinobakterien - Biologie

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Lehren aus Studien über Symbiobacterium thermophilum, ein einzigartiges syntrophisches BakteriumDiese Rezension wurde als Reaktion auf die Auszeichnung des Autors mit dem Preis der Japan Bioscience, Biotechnology, and Agrochemistry Society for the Encouragement of Young Scientists im Jahr 2005 verfasst.

2007-05-18T06:57:48Z 2007-05-18T15:59:01+09:00 2007-05-18T15:59:01+09:00 Kenji UEDAAn wen die Korrespondenz gerichtet werden soll. Tel: +81-466-84-3937 Fax: +81-466-84-3935 E-Mail: [email protected] und Teruhiko BEPPU Lessons from Studies of Symbiobacterium thermophilum, a Unique syntrophic BacteriumThis review wurde als Reaktion auf den Erhalt des Preises der Japan Bioscience, Biotechnology, and Agrochemistry Society für die Förderung junger Wissenschaftler an den Autor im Jahr 2005 geschrieben. Kenji UEDAAn wen sollte die Korrespondenz gerichtet werden. Tel: +81-466-84-3937 Fax: +81-466-84-3935 E-Mail: [email protected] und Teruhiko BEPPU Lessons from Studies of Symbiobacterium thermophilum, a Unique syntrophic BacteriumThis review wurde als Reaktion auf die Auszeichnung des Autors mit dem Preis der Japan Bioscience, Biotechnology, and Agrochemistry Society für die Förderung junger Wissenschaftler im Jahr 2005 verfasst. 10.1271/bbb.60727 2014-05-22 True www.tandfonline.com VoR

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Wohltuende Interaktionen

Pflanzenwachstumsförderung und Biodüngung

Das Pflanzenwachstum kann durch eine Vielzahl von Mechanismen gefördert werden, die die Nährstoffzugänglichkeit erhöhen, die Mineral- und Nährstoffaufnahme erleichtern, die Bodentoxizität verringern, wachstumsstimulierende Phytohormone freisetzen, die Hormonproduktion der Pflanze modulieren, Stickstoff und Phosphat über Symbiosen liefern oder die Wirkung von Symbiosen ( Welbaum et al., 2004 Podile und Kishore, 2006). Die meisten pflanzenwachstumsfördernden (PGP) Bakterien bewohnen die Pflanzenrhizosphäre und/oder die Rhizoebene, aber auch potenziell nützliche Phyllosphäre und endophytische Bakterien wurden isoliert ( Kishore et al., 2005). Neben landwirtschaftlichen Vorteilen, wie der Verbesserung des Ernteertrags, können PGP-Bakterien wichtige Partner von Pionierpflanzen zur Wiederbegrünung und Aufforstung karger oder kontaminierter Böden sein (Bashan und Holguin, 2002).

Mineralstoff-Solubilisierung. In vielen Böden sind essentielle Mineralstoffe für Pflanzen weitgehend nicht verfügbar, da sie in unlöslicher Form fixiert sind. Durch die Sekretion bestimmter Enzyme oder Chelatoren können Mikroorganismen die Bioverfügbarkeit essentieller Verbindungen verbessern. Im Boden beispielsweise wird organischer Phosphor hauptsächlich als unlösliches Myo-Inositol-Hexaphosphat oder Phytat gespeichert. Viele Rhizosphärenbakterien können Phosphor aus Phytat solubilisieren, indem sie aktive Phytasen absondern. Die wirksamsten grampositiven Stämme, die das Pflanzenwachstum auf diese Weise fördern, gehören zur Gattung Bazillus, aber auch für wurde eine hohe Phytaseaktivität berichtet Brevibakterium, Sarcina, Paenibacillus, Corynebakterium und Mikrokokken Stämme ( Jorquera et al., 2008). Andere Stämme, einschließlich Bazillus spp. und Paenibacillus macerans, Phosphor aus Gesteinssedimenten durch die Sekretion organischer Säuren freisetzen ( Vazquez et al., 2000 ). Bacillus mucilaginosus fördert das Tabakwachstum durch Auflösen von Kalium aus Feldspat und Phosphor aus Calciumphosphat phyA Gen von Aspergillus fumigatus führte zu einem transgenen Stamm NKTS-3 mit erhöhten bodenverbessernden Eigenschaften und einer überlegenen PGP-Wirkung ( Li et al., 2007 ).

Die im Boden am häufigsten vorkommende Form von Eisen, Fe 3+ , ist im Vergleich zu den stärker reduzierten Fe 2+ -Ionen, die von Pflanzen und Mikroorganismen leicht aufgenommen werden, relativ unlöslich. Mehrere Bakterien können Metalle reduzieren und möglicherweise die Bioverfügbarkeit von Eisen erhöhen. Ein solcher PGP-Mechanismus wurde für Bacillus megaterium und Arthrobacter maltophilie auf Bohnen aus alkalischem Boden ( Valencia-Cantero et al., 2007). Obwohl Pflanzen selbst Siderophore oder Chelatoren absondern, um die Eisenaufnahme zu erleichtern, erkennen und verwenden einige Pflanzenarten Siderophore, die von Rhizosphärenbakterien synthetisiert werden. Da die bakterielle Siderophorproduktion jedoch auch die Eisenkonkurrenz in Bakteriengemeinschaften vermittelt, bleibt der direkte Beitrag dieser Moleküle zur eisenbezogenen Pflanzenwachstumsstimulation umstritten (Beattie, 2006).

Phytohormone. Viele Rhizosphärenmikroben produzieren und sezernieren Phytohormone oder deren Nachahmer und modulieren somit direkt das Pflanzenwachstum. Eine vielfältige Gruppe grampositiver Bakterien, einschließlich Arthrobacter, Mikrokokken, Bazillus, Rhodococcus, Mykobakterium, Mikrobakterium, Streptomyces und Corynebakterium Arten, sind in der Lage, Auxin zu produzieren, das die Nährstoffaufnahme und die Wurzelproliferation stimulieren könnte ( Tsavkelova et al., 2006 Spaepen et al., 2007). Bakterisierung verschiedener terrestrischer und epiphytischer Orchideensamen mit Indol-3-Essigsäure (IAA)-produzierender Bacillus pumilus KM MGU 467 verbesserte die Samenkeimung und stimulierte die Orchideenentwicklung (Kolomeitseva et al., 2006 ).

Pflanzenassoziiert Rhodococcus spp. und B. pumilus weisen häufig 1-Aminocyclopropan-1-carbonsäure (ACC)-Deaminaseaktivität auf und verwenden ACC als Stickstoffquelle, indem es zu Ammonium und α-Ketobutyrat hydrolysiert wird. Die mit diesen Bakterien assoziierte ACC-Konzentration in Pflanzen wird gesenkt und folglich die stressinduzierte Ethylenakkumulation reduziert. Daher hat die bakterielle ACC-Deaminase-Aktivität das Potenzial, das Pflanzenwachstum unter ungünstigen Umweltbedingungen aufrechtzuerhalten und zu verbessern ( Arshad et al., 2007). In der Tat, ein Arthrobacter und ein Bazillus Arten, die positiv für die IAA-Produktion und die ACC-Deaminase-Aktivität sind, erhöhten die Fähigkeit von Pfefferpflanzen, mit abiotischem Stress fertig zu werden ( Sziderics et al., 2007 ).

Ebenso die Beimpfung von Salatpflanzen mit Cytokinin-produzierenden Bacillus subtilis wirkt sich günstig auf das Pflanzenwachstum bei moderatem Trockenstress aus und führt zur Akkumulation dieses Hormons im Pflanzengewebe und zu einer erhöhten Biomasse ( Arkhipova et al., 2007). Ebenso die Auswirkungen von Paenibacillus polymyxa auf das Pflanzenwachstum durch die Produktion von Cytokinin und Auxin stark ist (Lal und Tabacchioni, 2009).

Schließlich werden ABA und Jasmonsäure von Endophyten produziert B. pumilis aus Sonnenblumen isolierte Stämme ( Forchetti et al., 2007 ) und Gibberellin, das von mehreren pflanzenassoziierten Bazillus, Mikrokokken, Arthrobacter und Clostridium Arten ( Joo et al., 2005 Tsavkelova et al., 2006 ) fördern auch das Pflanzenwachstum.

Bioremediation. Belastung von Böden mit Schwermetallen wie Quecksilber (Hg), Blei (Pb), Cadmium (Cd), Chrom (Cr), Kupfer, Nickel (Ni) und Zink oder giftigen organischen Verbindungen wie polychlorierten Biphenylen (PCB) , polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und andere halogenierte Verbindungen, verringert den Ernteertrag, indem sie eine stressinduzierte Ethylenakkumulation und einen verringerten Nährstoffverbrauch verursacht ( Khan et al., 2009). Eine solche Verschmutzung stellt einen erheblichen Verlust an fruchtbarem Land und eine ernsthafte Bedrohung für die menschliche Gesundheit dar. Die von Pflanzen über die Aufnahme und/oder den Abbau von Schadstoffen vermittelte Bioremediation wird als Phytoremediation bezeichnet. Durch die Stimulierung der Samenkeimung, des Pflanzenwachstums und der Wurzelbiomasse durch die oben diskutierten Mechanismen können kontaminationstolerante PGP-Rhizobakterien und -Endophyten die Sanierungskapazität von Pflanzen verbessern ( Pilon-Smits, 2005 Khan et al., 2009). Impfung mit B. subtilis Stamm SJ-101 von Brassica juncea Das Wachstum auf Ni-gestressten Standorten führte zu hohen Ni-Konzentrationen in den Pflanzengeweben und einer erhöhten Pflanzenbiomasse als kombinierter Effekt der bakteriellen IAA-Produktion, der Solubilisierung von anorganischem Phosphat und der Adsorption von Ni ( Khan et al., 2009 ).

Alternativ können einige PGP-Bakterien die Schadstoffe aktiv abbauen oder ihre Anreicherung im Pflanzengewebe verhindern. Das Vorhandensein von Arthrobacter mysorens 7, resistent gegen Cd und Pb, in der Rhizosphäre von Gerste, die in schwermetallbelasteten Böden wächst, verbesserte das Pflanzenwachstum und verhinderte die Ansammlung von Schwermetallen im Pflanzengewebe. Mehrere Bazillus aus Cr-belasteten Böden isolierte Stämme reduzierten das hochgiftige, mutagene und krebserregende Cr 6+ auf das weniger toxische Cr 3+ ( Khan et al., 2009). Psychotrophe Rhodococcus erythropolis MtCC7905, das von einer metallverseuchten Stätte in der Himalaya-Region gesammelt wurde, zeigte verschiedene PGP-Merkmale und eine chromatreduzierende Fähigkeit bei Temperaturen von nur 10°C (Trivedi et al., 2007). Die Identifizierung solcher Organismen birgt das Potenzial, die Phytoremediation auf Böden unter Niedrigtemperatur- und Metalltoxizitätsstress auszudehnen.

Pflanzen können das Wachstum bestimmter schadstoffabbauender Bakterien in ihrer Rhizosphäre über nährstoffreiche Wurzelexsudate stimulieren und sie können die mikrobielle biologische Abbaukapazität durch die Sekretion von Phospholipid-Tensiden, die organische Schadstoffe verfügbar machen, oder durch die Freisetzung von Sekundärmetaboliten, die die Expression abbauender Gene induzieren, fördern, ein Prozess, der als Rhizodegradation oder Phytostimulation bezeichnet wird (Pilon-Smits, 2005). Rhodococcus spp. waren die am weitesten verbreitete Gruppe von kultivierbaren PCB-Abbauern in der Rhizosphäre von Bäumen, die auf natürliche Weise einen PCB-kontaminierten Standort in der Tschechischen Republik besiedeln (van der Geize und Dijkhuizen, 2004).

Der Anbau von Gerste in PAK-belasteten Böden durch Verbrennung fossiler Brennstoffe, Asphaltproduktion, Holzschutz oder Kohleverarbeitung unterstützte das Wachstum eines spezialisierten Mykobakterium Arten, die PAH mineralisieren könnten ( Child et al., 2007). Ölverseuchte Böden enthalten typischerweise hohe Konzentrationen von m-toluat. Obwohl Pseudomonas spp. sind die besten m-Toluatabbauer in den Rhizosphärenpopulationen von Galega orientalis auf solchen Böden angebaut, waren die meisten Isolate Gram-positive Stämme der Gattungen Rhodococcus, Arthrobacter, Bazillus und Nokardie. Interessanterweise auch m-toluattolerante Bakterien, die den Schadstoff nicht abbauen konnten, waren vorhanden und wirkten als Co-Metabolisierer ( Jussila et al., 2006 ).

Biokontrolle

Biocontrol bezieht sich auf die Unterdrückung von Phytopathogenen durch ansässige oder eingeführte Organismen und führt oft zu einer Förderung des Pflanzenwachstums. Eine direkte Störung kann durch diverse antimikrobielle Verbindungen (Antibiose), Konkurrenz um Eisen durch Siderophorproduktion oder um Besiedelungsstellen und/oder Nährstoffe, Inaktivierung pathogener Keimfaktoren, Abbau von Pathogenitätsfaktoren oder Parasitierung des Pathogens erfolgen. Ein indirekter Biokontrollmechanismus beinhaltet die Induktion einer systemischen Resistenz in Pflanzen durch harmlose oder nützliche Bakterien. Die Krankheitsunterdrückung resultiert jedoch meistens aus der gleichzeitigen Umsetzung mehrerer Mechanismen, die von einem oder mehreren Biokontrollmitteln gezeigt werden (Beattie, 2006).

Die Charakterisierung von Biokontrollbakterien, die mit Pflanzen und Nutzpflanzen assoziiert sind, hängt von effizienten Isolations- und Screening-Methoden ab. Die gebräuchlichen kulturabhängigen Isolierungsmethoden detektieren hauptsächlich Pseudomonas und andere Gram-negative Spezies (Fravel, 2005). Wenn jedoch Screeningverfahren auf Antibiose ausgerichtet sind, werden Gram-positive Patienten, überwiegend Vertreter der Actinomycetales und Bazillus spp., isoliert, deren Eigenschaften denen ihrer gramnegativen Gegenstücke überlegen sind oder unterschiedliche oder komplementäre Wirkungsspektren zeigen (El-Tarabily und Sivasithamparam, 2006). Es wird erwartet, dass weitere Gram-positive Biokontrollpräparate durch von der Kulturfähigkeit unabhängige Ansätze, wie Metagenomik und Methoden basierend auf der Fettsäureanalyse, identifiziert werden.

Antibiose. Ein typisches Beispiel für die Bekämpfung von Krankheiten durch Antibiose ist der natürliche unterdrückende Boden für die Streptomyces-Krätze-induzierter Kartoffelschorf. Das nicht-pathogene Streptomyces diastatochromogenes Stämme PonR und PonSSII üben biologische Kontrollaktivitäten gegen S. Krätze durch Antibiotikaproduktion und kompetitiven Ausschluss von Infektionsherden ( Neeno-Eckwall et al., 2001 ). Bazillus sp. Sunhua produziert das Lipopeptid Iturin A und das Polyenmakrolid Macrolactin A, die die Myzelien des Erregers stören und hemmen und die Sporulation verhindern ( Han et al., 2005 ). Bacillus cereus Stamm UW85 unterdrückt die Krankheit durch die Produktion der Antibiotika Aminopolyol, Zwittermicin A und Aminoglycosid Kanosamin, die Oomyceten beeinflussen (Emmert und Handelsman, 1999). Bacillus thuringiensis stellt wahrscheinlich den am besten beschriebenen Fall von Bakterien mit insektizider Wirkung dar. Bei der Sporulation bilden sich Kristalle des Cry-Proteins, die für viele Insektenarten toxisch sind, weil es die Porenbildung in den Membranen des Insektendarms bewirkt. Dieses mikrobielle Insektizid wird häufig zur Bekämpfung von Schadinsekten und transgenen Pflanzen verwendet, die das Endotoxin-kodierende enthalten Weinen Gene werden weltweit erfolgreich kultiviert ( Rosas-García, 2009 ).

Mykoparasitismus. Ein anderer biologischer Kontrollmechanismus, der in der Ordnung der Actinomycetales, hängt von der Zerstörung von Pilzzellwänden durch extrazelluläre bakterielle hydrolytische Enzyme wie β-1,3-Glucanasen und Chitinasen ab. Streptomyces violaceusniger YCED-9 kombiniert Antibiose und Mykoparasitismus und zeigt einen starken Antagonismus gegen Pilze verschiedener taxonomischer Gruppen ( Trejo-Estrada et al., 1998). Gute Kandidaten für die biologische Bekämpfung sind chitinabbauende Bodenisolate im Zusammenhang mit Streptomyces griseus, Bacillus chitinolyticus und Bacillus ehimensis ( Hoster et al., 2005 ). Bacillus subtilis AF1 hat antimykotische Eigenschaften durch die Sekretion von β-1,4-n-Acetylglucosaminidase und eine β-1,3-Glucanase (Manjula und Podile, 2005). Aktinomyceten der Mikromonosporaceae, wie zum Beispiel Amorphosporangium auranticolor, Ampullariella regularis, Spirillospora albida, und Aktinoflugzeuge und Mikromonospora spp. bilden Hyphen, die sich um Oosporen winden und einen zytoplasmatischen Kollaps verursachen (El-Tarabily und Sivasithamparam, 2006).

Induktion systemischer Resistenz. Pflanzen besitzen eine basale Immunität und mehrere Schichten von Abwehrreaktionen, die systemisch ausgelöst werden können, wodurch das Auftreten oder die Schwere von Krankheiten reduziert wird. Systemische erworbene Resistenz (SAR) ist der lang anhaltende Schutz gegen ein breites Spektrum von Mikroorganismen, der aus einer Abwehraktivierung durch vorangegangene Infektionen mit einem Erreger resultiert. Induzierte systemische Resistenz (ISR) hat ein ähnliches Ergebnis, aber die Abwehrmechanismen in der Pflanze werden durch die Besiedelung mit PGP-Bakterien ausgelöst. Die Kombination von ISR- und PGP-Aktivitäten in einzelnen Organismen bietet Möglichkeiten für deren Einsatz als Auffrischimpfung in der Landwirtschaft und im Gartenbau ( Valad und Goodman, 2004 ). Die bekanntesten Gram-positiven ISR-aktivierenden Spezies gehören zu den Gattungen Bazillus (Klöpper et al., 2004) und Streptomyces ( Lehr et al., 2008). Aktuelle Studien zu den PGP-Stämmen B. subtilis GB03 und Bacillus amiloliquefaciens IN937a haben die Auslösung von ISR durch die bakterielle Produktion flüchtiger organischer Verbindungen (Kloepper et al., 2004 ).

Endophytische Kolonisation. Endophyten haben als potenzielle biologische Bekämpfungsmittel Aufmerksamkeit erregt, da diese Organismen im Inneren der Pflanze voraussichtlich besser gegen Umweltschwankungen, Stress und mikrobielle Konkurrenz geschützt sind ( Sturz et al., 2000 Franco et al., 2007). Es gibt Hinweise darauf, dass Pflanzen spezifische Endophyten auswählen, die im Boden oder in der Rhizosphäre vorhanden sind und einen Schutz vor Phytopathogenen bieten (Rosenblueth und Martínez-Romero, 2006). Die biologischen Kontrollmechanismen von endophytischen Bakterien sind denen von rhizosphärischen oder epiphytischen Populationen ähnlich. Zum Beispiel der Endophyt Paenibacillus sp. HKA-15 produziert antimykotische Peptidantibiotika, die Sojabohnen gegen . schützen Rhizoctonia bataticola die die Holzkohlefäule-Krankheit verursacht (Lal und Tabacchioni, 2009). Die B. pumilus Stamm SE34 stimuliert die Pflanzenabwehr und macht die Wirtspflanze (Erbse) weniger anfällig für Infektionen durch Fusarium oxysporum F. sp. pisi (Jacobsen et al., 2004). Endophytische Aktinobakterien, wie z Streptomyces sp. Belastung EN27 und Mikromonospora sp. Stamm EN43, aktivieren Schlüsselgene im SAR- und Jasmonat/Ethylen-Weg ( Conn et al., 2008 ), wohingegen Curtobakterium spp. wirken sowohl über Antibiose als auch über SAR-Auslösung (Raupach und Kloepper, 1998 Sturz et al., 2000 ). Curtobacterium flaccumfaciens wurde häufig aus asymptomatischen Süßorangenbäumen in Obstplantagen isoliert, die mit . befallen sind Xylella fastidiosa, dem Erreger der Citrus-variegated Chlorosis (CVC). Es kontrolliert CVC effektiv durch die Besiedlung derselben ökologischen Nische und die Produktion von drei Bakteriocinen, die gegen X. fastidiosa ( Lacava et al., 2007 ).

Integration von Strategien und technischen Vorteilen

Engineering für die Biokontrolle und Pflanzenwachstumsförderung ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Dabei sind die Bodendynamik, die residente Bodenmikroflora mit ihrer komplexen Populationsdynamik, das Pflanzen-Mikroben-Ökosystem und die abiotischen Einflüsse zu berücksichtigen. Ein zuverlässiges Ergebnis der Krankheitsunterdrückung im Feld kann durch die Kombination kompatibler Mikroorganismen erreicht werden, die unterschiedliche biologische Kontrollmechanismen aufweisen, gegen verschiedene Krankheitserreger aktiv sind und an unterschiedliche Umweltbedingungen angepasst sind. Mischungen der Actinomycetales Micromonospora carbonacea und Streptomyces violascens, die Cellulase-Produktion bzw. Antibiose integriert, haben einen synergistischen Effekt auf die Förderung des Pflanzenwachstums und auf die Unterdrückung der Oomyceten Phytophthora cinnamomi das provoziert Wurzelfäule von Banksia Grandis (El-Tarabily und Sivasithamparam, 2006). Die Kombination von B. pumilis INR7, B. subtilis GB03 und C. flaccumfaciens ME1 zur Behandlung von Saatgut gegen eine Reihe von Gurkenpathogenen führt zu einer besseren Wachstumsförderung und stärkeren Krankheitsreduktion als herkömmliche Begasungsmethoden (Raupach und Kloepper, 1998). Die gleichzeitige Anwendung mehrerer Bacillus amyloliquefaciens und B. pumilis -Stämme induzieren einen systemischen Schutz gegen ein breites Spektrum von Krankheiten bei verschiedenen Wirten und erhöhen das Pflanzenwachstum und den Ertrag ( Jetiyanon et al., 2003). Eine Vorbereitung von B. subtilis GB03 und B. amyloliquefaciens IN937a angewendet auf Arabidopsis thaliana ausgelöste Pflanzenwachstumsförderung und Schutz gegen Pseudomonas syringae pv. Tomaten- und Gurkenmosaikvirus ( Ryu et al., 2007 ).

Trotz einiger vielversprechender Ergebnisse ist die Schädlingsbekämpfung jedoch immer noch effizienter, wenn Biokontrollmittel mit unspezifischen Resistenzauslösern oder klassischen Pestiziden ergänzt werden oder wenn sie auf teilweise resistente Pflanzensorten angewendet werden können. Durch die Anwendung des Pflanzenschutzmittels hat das Pflanzenschutzmittel Zeit, sich zu etablieren und die Pflanze nach dem Abbau des Pflanzenschutzmittels zu schützen ( Jacobsen et al., 2004 Fravel, 2005).

Damit die Schädlingsbekämpfung wertvoll ist, ist eine effiziente Verteilung von Bakterien erforderlich, die von den Formulierungs-, Lagerungs- und Abgabetechnologien abhängt. Wachstumsmerkmale von Gram-positiven Biokontrollbakterien, wie Hyphenwachstum und Sporulation, sind in diesem Zusammenhang äußerst vorteilhaft. Trockene Sporenformulierungen in Kombination mit inerten Trägern haben eine verlängerte Haltbarkeit und können zur einfachen Anwendung sicher transportiert, gelagert und in Flüssigkeit suspendiert werden (Emmert und Handelsman, 1999, Fravel, 2005). Effiziente Krankheitsunterdrückung von Fusarium und Rhizoctonia spp. auf verschiedenen Kulturen, wie Baumwolle, wird durch die Saatgutbehandlung mit Kodiak ® (Gustafson, Plano, TX, USA) erreicht: ein formuliertes Konzentrat von B. subtilis GB03-Sporen in Kombination mit traditionellen Fungiziden (Fravel, 2005). Die Behandlung mit Kodiak ® schützt die Pflanze und fördert das Wachstum durch Stimulation des Wurzelsystems.

Vegetative Vermehrungen aus aktiv wachsenden grampositiven Bakterienfilamenten werden auch in Trockenformulierungen funktionell verwendet. Kontrolle von Rhizoctonia-induzierte Dämpfungskrankheit durch ein Samenüberzugpulver aus lyophilisiertem und pulverisiertem vegetativem Myzel von Streptomyces sp. Di-944 war dem überlegen Streptomyces griseoviridis-basiertes Handelsprodukt Mycostop ® (Kemira Agro Oy, Helsinki, Finnland) (Fravel, 2005). Gewöhnlicher Kartoffelschorf kann durch eine Kombination von lyophilisierten Sporen des Antibiose-Stammes bekämpft werden Streptomyces melanosporofaciens EF-76 mit pflanzenabwehrauslösendem Chitosan (Jobin et al., 2005 ).

Gram-positive Bakterien in Dreierbeziehung und Symbiose

Das Pflanzenwachstum kann durch Mikroorganismen verbessert werden, die Stickstoff- und Phosphat abgebende Symbiosen eingehen oder die Symbiose in Dreierbeziehungen stimulieren.

Mykorrhiza-Helferbakterien. Die meisten Landpflanzen gehen eine Wurzelsymbiose mit Mykorrhizapilzen ein, die die Pflanzenentwicklung bei geringer Phosphatverfügbarkeit unterstützen und Pflanzen vor bodenbürtigen Krankheitserregern schützen ( Selosse et al., 2006). Mykorrhiza-Helferbakterien können das Pflanzenwachstum weiter verbessern, indem sie die Mykorrhiza-Symbiose stärken ( Barea et al., 2005 Frey-Klett et al., 2007). Gram-positive Bakterien kommen in solchen dreigliedrigen Allianzen häufiger vor als Gram-negative ( Frey-Klett et al., 2007 ). Bacillus subtilisfördert beispielsweise die Wurzelbesiedelung durch den Pilz Glomus intraradices und zusammen erhöhen diese Organismen die Phosphatverfügbarkeit und erhöhen die absorbierende Oberfläche der Wurzeln ( Barea et al., 2005). Ebenso die Wechselwirkung zwischen Bacillus circulans und Glomus sp. 88 und dazwischen P. polymyxa und Glomus aggregatum, verbesserte Nährstoffaufnahme im Weizen und Ernteertrag des aromatischen Grases Cymbopogon Martini (Singh und Kapoor, 1999 Ratti et al., 2001 ). Streptomyces spp. die mit Mykorrhiza-Pilzen assoziiert sind, stimulieren die Mykorrhisierung des Pflanzenwirts und üben eine biologische Kontrollaktivität gegenüber phytopathogenen Pilzen aus. Eine solche dreigliedrige Wechselwirkung findet sich zwischen Streptomyces Stamm AcH 505, Amanita muscaria, und Fichte mit Hemmung von Armillariella obscura und Heterobasidion annosum. Paenibacillus sp. Stamm B2 kombiniert die Biokontrolle gegen pilzliche Pflanzenpathogene durch die Sekretion von cellulolytischen, proteolytischen, chitinolytischen und pektinolytischen Enzymen mit einer verbesserten Mykorrhisierung von Sorghum ( Frey-Klett et al., 2007 ).

Dreigliedrige Beziehungen in der Leguminosen-Rhizobien-Symbiose. Atmosphärischer Distickstoff ist für Pflanzen unzugänglich und daher kann Stickstoff ein limitierender Faktor für das Wachstum sein. Die Fähigkeit, atmosphärischen Distickstoff in Ammonium zu binden, ist auf diazotrophe Bakterien beschränkt, die den Nitrogenase-Enzymkomplex besitzen. Die am besten beschriebenen stickstofffixierenden Symbiosen sind diejenigen zwischen Gram-negativen Rhizobien und Hülsenfrüchten (Samac und Graham, 2007), aber dreigliedrige Beziehungen mit Gram-positiven Bakterien können die Knötchenbildung stimulieren. Retama sphaerocarpa, eine an Trockenheit angepasste Hülsenfrucht, wird zur Vorbeugung von Erosion und Wüstenbildung in semiariden und ariden Gebieten eingesetzt. Das Überleben der Pflanzen wird durch die kombinierten Aktivitäten der Rhizobien-Symbiose gefördert, die Stickstoff liefert, und B. thuringiensis und der arbuskuläre Mykorrhizapilz G. Intraradices die zu einer effizienteren Wassernutzung beitragen ( Marulanda et al., 2006). In ähnlicher Weise, durch die Verbesserung der Entwicklung des Wurzelsystems, Bazillus spp. oder Curtobacterium luteum stimulieren die Interaktion zwischen Rhizobien und Hülsenfrüchten ( Petersen et al., 1996 Vessey et al., 2004 ).

Aktinorhizale Symbiose und assoziative Stickstofffixierung. Das grampositive Gegenstück der Rhizobien-Leguminosen-Symbiose ist die Interaktion zwischen Aktinobakterien Franken spp. und Nichtleguminosen taxonomisch unterschiedlicher Gruppen von Angiospermen, hauptsächlich verholzende Sträucher und Bäume, die als Pionierpflanzen auf kargen Böden wachsen. Der jährliche Beitrag dieser Aktinorhizalpflanzen zur Gesamtmenge an fixiertem Stickstoff wird in terrestrischen Ökosystemen auf nicht weniger als 25 % geschätzt. Im Gegensatz zu den meisten gramnegativen Rhizobien, Franken spp. sind in der Lage, Stickstoff im freilebenden Zustand zu fixieren, was auch in Abwesenheit geeigneter Wirte für ihr ubiquitäres Vorkommen in armen Böden verantwortlich ist. Sie persistieren, indem sie sich von Wurzelexsudaten von Nichtwirtspflanzen ernähren und bleiben während der saprophytischen Phase infektiös ( Mirza et al., 2007 Sellstedt et al., 2007 ).

Saprophytisch Streptomyces, Aktinoflugzeuge und Mikromonospora spp. kann die Aktinorhiza-Knötchenbildung und das Pflanzenwachstum in dreigliedrigen Beziehungen erhöhen, wie für die Discaria trinervis–Frankia Symbiose. Außerdem, Franken und der Mykorrhizapilz Paxillus involutus wirken synergetisch auf die Leistung von Alnus incana ssp. rugosa indem sie der Pflanze eine konstante Stickstoff- und Phosphorquelle zur Verfügung stellt ( Roy et al., 2007 ).

Das Auftreten lockererer Assoziationen in der Rhizosphäre und der Rhizoebene mit epiphytischen stickstofffixierenden Bakterien oder mit endophytischen Diazotrophen ist weit verbreitet. Unter den Firmen, Diazotrophe werden größtenteils vertreten durch Bazillus und Paenibacillus spp. (Liu et al., 2006 Ma und Chen, 2008). Auch die obligaten Anaerobier Clostridium und Heliobakterium sind Stickstofffixierer, die in Verbindung mit Pflanzen vorkommen ( Minamisawa et al., 2004 Enkh-Amgalan et al., 2006). Unter den Aktinobakterien, diazotroph Arthrobacter, Nokardie und Rhodococcus Stämme finden sich am häufigsten im Humus der Gemeinen Fichte ( Elo et al., 2000 ) und stickstofffixierende Isolate, die mit dem Thermomonosporaceae und der Mikromonosporaceae wurden aus oberflächensterilisierten Wurzeln von Casuarina equisetifolia ( Valdés et al., 2005). Da viele dieser Bakterien auch PGP-Verbindungen produzieren, ist es schwierig, den Beitrag der assoziativen biologischen Stickstofffixierung zur Stimulierung des Pflanzenwachstums zu beurteilen.


Fazit, Forschungslücken und zukünftige Richtungen

Antibiotika produzierende Bakterien der Gattung Streptomyces sowie nicht-pathogene Umweltbakterien sind wichtige Reservoirs für Antibiotikaresistenz-Determinanten. Diese Determinanten können durch eine Vielzahl von HGT-Mechanismen auf klinische Stämme übertragen werden, einschließlich der Transformation von natürlich kompetenten Bakterien, Phagen und der Verwendung von konjugativen Plasmiden, Transposons und Integrons. Trotz Barrieren beim Austausch genetischer Informationen zwischen verschiedenen Bakteriengattungen scheint es eine weit verbreitete Übertragung von Resistenzgenen von Chromosomen von Umwelt- und Bodenbakterien auf die mobilisierbaren Elemente in klinischen Isolaten gegeben zu haben.Tatsächlich sind mehrere Beispiele für kürzliche Übertragungen von Umweltbakterien auf klinische Stämme verfügbar (Route 3, Abbildung ​ Abbildung 2) 2 ). #x200B Abbildung2). 2). Dennoch ist eine Übertragung von Erzeugerbakterien auf andere Actinomyceten im Boden möglich (Route 2A), was einen Weg für eine weitere Übertragung dieser Determinanten auf klinische Proteobakterienstämme (Route 2B) bieten könnte. Basierend auf den verfügbaren Erkenntnissen schließen wir, dass die Routen 2 und 3 in der Natur viel häufiger vorkommen als die Route 1 für den Transfer von Resistenzgenen auf Krankheitserreger.

Um Faktoren, die die Verbreitung von Resistenzgenen fördern, besser zu verstehen und die Beziehungen zwischen Antibiotikaresistenzgenen von Produzenten-, Umwelt- und pathogenen Bakterien aufzuklären, werden neue und verbesserte Strategien für die Probenahme und das Screening von mikrobiellen Populationen und metagenomischen Bibliotheken benötigt. Darüber hinaus werden bessere Algorithmen und der Einsatz bioinformatischer Ansätze zur Bestimmung von Beziehungen zwischen Resistenzdeterminanten verschiedener Umweltnischen von großem Nutzen sein. Zusätzliche Genomsequenzierungsdaten werden auch dazu beitragen, die Lücken in unserem Wissen über Zwischenstadien und Träger für die Mobilisierung zu schließen. Tatsächlich sollen zwei Datenbanken, die Antibiotic Resistance Database (ARDB) und die Comprehensive Antibiotic Resistance Database (CARD), die im letzten Jahrzehnt zusammengestellt wurden (Liu und Pop, 2009 McArthur et al., 2013), rechnerische Werkzeuge für die schnelle Vorhersage liefern von Antibiotikaresistenzgenen und ihren Zielen in neu sequenzierten Genomen und etablieren phylogenetische Beziehungen. Dies wurde in einer aktuellen Bioinformatik-Studie unter Verwendung dieser Datenbanken nachgewiesen (Jiang et al., 2017). Es wird erwartet, dass diese Bioinformatik-Tools Informationen über Resistenzgene und ihre Produkte, die in Tausenden von Bakterienarten, die aus der Klinik oder der Umwelt isoliert wurden, gefunden werden, sowie die zugehörigen mobilen genetischen Elemente vereinheitlichen und es den Forschern auf diesem Gebiet ermöglichen, diese Informationen schnell zu gewinnen .