Published August 30, 2017
| Version v1
Publication
Open
Intertidal marine sediment harbours Actinobacteria with promising bioactive and biosynthetic potential
Description
Abstract Actinobacteria are the major source of bioactive natural products that find their value in research and drug discovery programmes. Antimicrobial resistance and the resulting high demand for novel antibiotics underscore the need for exploring novel sources of these bacteria endowed with biosynthetic potential. Intertidal ecosystems endure regular periods of immersion and emersion, and represent an untapped source of Actinobacteria. In this study, we studied the diversity and biosynthetic potential of cultivable Actinobacteria from intertidal sediments of Diu Island in the Arabian Sea. A total of 148 Actinobacteria were selectively isolated using a stamping method with eight isolation media. Isolates were grouped into OTUs based on their 16S rRNA gene sequence, and categorized within actinobacterial families such as Glycomycetaceae, Micromonosporaceae, Nocardiaceae, Nocardiopsaceae, Pseudonocardiaceae, Streptomycetaceae, and Thermomonosporaceae. The biosynthetic potential of the Actinobacteria, necessary for secondary metabolite biosynthesis, was screened and confirmed by extensive fingerprinting approaches based on genes coding for polyketide synthases and nonribosomal peptide synthetases. The observed biosynthetic potential was correlated with the antibacterial activity exhibited by these isolates in laboratory conditions. Ultimately, the results demonstrate that intertidal sediment is a rich source of diverse cultivable Actinobacteria with high potential to synthesize novel bioactive compounds in their genomes.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تعد البكتيريا الشعاعية المجردة المصدر الرئيسي للمنتجات الطبيعية النشطة بيولوجيًا التي تجد قيمتها في برامج البحث واكتشاف الأدوية. تؤكد مقاومة مضادات الميكروبات والطلب المرتفع الناتج على المضادات الحيوية الجديدة على الحاجة إلى استكشاف مصادر جديدة لهذه البكتيريا التي تتمتع بإمكانات تخليقية حيوية. تتحمل النظم الإيكولوجية المدية فترات منتظمة من الغمر والظهور، وتمثل مصدرًا غير مستغل للبكتيريا الشعاعية. في هذه الدراسة، درسنا التنوع والإمكانات الحيوية للبكتيريا الشعاعية القابلة للزراعة من الرواسب المدية في جزيرة ديو في بحر العرب. تم عزل ما مجموعه 148 من البكتيريا الشعاعية بشكل انتقائي باستخدام طريقة الختم مع ثمانية وسائط عزل. تم تجميع المعزولات في وحدات المعالجة الآلية بناءً على تسلسل جينات الحمض النووي الريبوزي 16S الخاصة بها، وتم تصنيفها ضمن عائلات البكتيريا الشعاعية مثل الفطرانيات السكرية، والميكرومونوسبوراسي، والنوكارديات، والنوكارديات، والسودونوكارديات، والعقدية، والثيرمونوسبوراسيات. تم فحص إمكانات التخليق الحيوي للبكتيريا الشعاعية، اللازمة للتخليق الحيوي للمستقلب الثانوي، وتأكيدها من خلال مناهج واسعة النطاق لبصمات الأصابع بناءً على ترميز الجينات لمركبات البولي كيتيد ومركبات الببتيد غير الريبوسومية. تم ربط جهد التخليق الحيوي المرصود بالنشاط المضاد للبكتيريا الذي تظهره هذه العزلات في ظروف المختبر. في نهاية المطاف، تُظهر النتائج أن الرواسب بين المد والجزر هي مصدر غني للبكتيريا الشعاعية المتنوعة القابلة للزراعة مع إمكانات عالية لتوليف المركبات النشطة بيولوجيًا الجديدة في جينوماتها.Translated Description (French)
Résumé Les actinobactéries sont la principale source de produits naturels bioactifs qui trouvent leur valeur dans les programmes de recherche et de découverte de médicaments. La résistance aux antimicrobiens et la forte demande de nouveaux antibiotiques qui en résulte soulignent la nécessité d'explorer de nouvelles sources de ces bactéries dotées d'un potentiel biosynthétique. Les écosystèmes intertidaux subissent des périodes régulières d'immersion et d'émersion et représentent une source inexploitée d'Actinobactéries. Dans cette étude, nous avons étudié la diversité et le potentiel biosynthétique des Actinobactéries cultivables provenant des sédiments intertidaux de l'île de Diu dans la mer d'Arabie. Au total, 148 Actinobactéries ont été isolées sélectivement à l'aide d'une méthode d'estampage avec huit milieux d'isolement. Les isolats ont été regroupés en OTU en fonction de leur séquence de gène d'ARNr 16S, et classés dans des familles d'actinobactéries telles que Glycomycetaceae, Micromonosporaceae, Nocardiaceae, Nocardiopsaceae, Pseudonocardiaceae, Streptomycetaceae et Thermomonosporaceae. Le potentiel biosynthétique des Actinobactéries, nécessaire à la biosynthèse des métabolites secondaires, a été criblé et confirmé par des approches approfondies de prise d'empreintes digitales basées sur des gènes codant pour les polycétide synthases et les peptides synthétases non ribosomiques. Le potentiel biosynthétique observé a été corrélé avec l'activité antibactérienne présentée par ces isolats dans des conditions de laboratoire. En fin de compte, les résultats démontrent que les sédiments intertidaux sont une riche source de diverses Actinobactéries cultivables avec un fort potentiel de synthèse de nouveaux composés bioactifs dans leurs génomes.Translated Description (Spanish)
Resumen Las actinobacterias son la principal fuente de productos naturales bioactivos que encuentran su valor en los programas de investigación y descubrimiento de fármacos. La resistencia a los antimicrobianos y la alta demanda resultante de nuevos antibióticos subrayan la necesidad de explorar nuevas fuentes de estas bacterias dotadas de potencial biosintético. Los ecosistemas intermareales sufren períodos regulares de inmersión y emersión, y representan una fuente sin explotar de Actinobacterias. En este estudio, estudiamos la diversidad y el potencial biosintético de las Actinobacterias cultivables de los sedimentos intermareales de la isla Diu en el Mar Arábigo. Un total de 148 Actinobacterias se aislaron selectivamente utilizando un método de estampado con ocho medios de aislamiento. Los aislados se agruparon en OTU en función de su secuencia génica de ARNr 16S y se clasificaron dentro de familias de actinobacterias como Glycomycetaceae, Micromonosporaceae, Nocardiaceae, Nocardiopsaceae, Pseudonocardiaceae, Streptomycetaceae y Thermomonosporaceae. El potencial biosintético de las Actinobacterias, necesario para la biosíntesis de metabolitos secundarios, se analizó y confirmó mediante extensos enfoques de huellas dactilares basados en genes que codifican policétidos sintasas y péptidos sintasas no ribosómicas. El potencial biosintético observado se correlacionó con la actividad antibacteriana exhibida por estos aislados en condiciones de laboratorio. En última instancia, los resultados demuestran que el sedimento intermareal es una rica fuente de diversas Actinobacterias cultivables con alto potencial para sintetizar nuevos compuestos bioactivos en sus genomas.Files
s41598-017-09672-6.pdf.pdf
Files
(3.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:6ddea531cb16bd47aa1d740a1a7d601f
|
3.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تؤوي الرواسب البحرية بين المد والجزر البكتيريا الشعاعية ذات الإمكانات النشطة بيولوجيًا والاصطناعية الحيوية الواعدة
- Translated title (French)
- Les sédiments marins intertidaux abritent des Actinobactéries au potentiel bioactif et biosynthétique prometteur
- Translated title (Spanish)
- Los sedimentos marinos intermareales albergan actinobacterias con un potencial bioactivo y biosintético prometedor
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2748854797
- DOI
- 10.1038/s41598-017-09672-6
References
- https://openalex.org/W1552237914
- https://openalex.org/W1820747488
- https://openalex.org/W1827213771
- https://openalex.org/W1851444276
- https://openalex.org/W1943173407
- https://openalex.org/W1963506577
- https://openalex.org/W1965425798
- https://openalex.org/W1967745712
- https://openalex.org/W1971981678
- https://openalex.org/W1977216378
- https://openalex.org/W1982017897
- https://openalex.org/W1982793579
- https://openalex.org/W1984390786
- https://openalex.org/W1991349770
- https://openalex.org/W1993291521
- https://openalex.org/W1994173549
- https://openalex.org/W2000533185
- https://openalex.org/W2000706626
- https://openalex.org/W2003347403
- https://openalex.org/W2017239048
- https://openalex.org/W2017420856
- https://openalex.org/W2019477751
- https://openalex.org/W2024121418
- https://openalex.org/W2041407242
- https://openalex.org/W2041537722
- https://openalex.org/W2049611266
- https://openalex.org/W2066337690
- https://openalex.org/W2067154184
- https://openalex.org/W2078415854
- https://openalex.org/W2085648716
- https://openalex.org/W2091729115
- https://openalex.org/W2097706568
- https://openalex.org/W2099870387
- https://openalex.org/W2102424972
- https://openalex.org/W2110357527
- https://openalex.org/W2110363791
- https://openalex.org/W2117077410
- https://openalex.org/W2117960631
- https://openalex.org/W2122824543
- https://openalex.org/W2132632499
- https://openalex.org/W2135693784
- https://openalex.org/W2141222064
- https://openalex.org/W2146249192
- https://openalex.org/W2155066423
- https://openalex.org/W2158696212
- https://openalex.org/W2159224038
- https://openalex.org/W2165056189
- https://openalex.org/W2169113592
- https://openalex.org/W2170362744
- https://openalex.org/W2224175912
- https://openalex.org/W2242694368
- https://openalex.org/W2253716040
- https://openalex.org/W2292000244
- https://openalex.org/W2300011769
- https://openalex.org/W2301660337
- https://openalex.org/W2328683079
- https://openalex.org/W2342376564
- https://openalex.org/W2410975458
- https://openalex.org/W2491687103
- https://openalex.org/W2509976278
- https://openalex.org/W2513665356
- https://openalex.org/W2516208036
- https://openalex.org/W2546443756
- https://openalex.org/W2949139042
- https://openalex.org/W589727570