|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Изучение разнообразия и эволюции магнитотактических бактерийНИР
Investigation of the diversity and evolution of magnetotactic bacteria
- Руководитель НИР: Равин Н.В.
- Ответственный исполнитель: Узун М.М.
- Подразделение: Кафедра синтетической биологии
- Срок исполнения: 1 октября 2020 г. - 1 октября 2022 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 20-34-90116Аспиранты
- Номер ЦИТИС: АААА-А20-120100190121-4
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Общая биология и экология
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: возможность эффективного ответа российского общества на большие вызовы
- ПН России: Науки о жизни
- Направление технологического прорыва России: Стратегические информационные технологии
- Критическая технология России: Геномные, протеомные и постгеномные технологии
-
Рубрики ГРНТИ:
- 34.27.01 Общие вопросы
- 34.27.21 Генетика и селекция микроорганизмов
- Классификатор OECD: Микробиология
-
Ключевые слова:
магнетосомный геномный кластер, магнитотактические бактерии, магнетосомы
magnetotactic bacteria, magnetosomes, evolution., magnetosome genomic cluster -
Описание:
Исследование происхождения и эволюции генов биоминерализации магнетосом с использованием новых подходов к изучению разнообразия магнитотактических бактерий.
-
Abstract:
Magnetotactic bacteria (MTB) have the ability to biomineralize unique organelles called magnetosomes. The synthesis of magnetosomes is controlled by the magnetosome genomic cluster (MGC). Issues of the origin and evolution of MGCs remain unresolved for now, and all theories about these processes are based on the known 60 MTB genomes from 5 phyla: Protebacteria, Nitrospirae, Omnitrophica, Ca. Latescibacteria and Planctomycetes. In this work, it is proposed to use a new method of separation, called “MTB-CoSe”, for the detection of MTB in taxonomic groups where their presence has not been previously detected. The use of two sequencing technologies, Illumina and Nanopore, followed by a hybrid readings assembly, will help to obtain high-quality MTB genomes and reconstruct their MGCs. To study the morphology of cells and their magnetosomes, a new combined approach to fluorescence hybridization and transmission electron microscopy (FISH-TEM) is proposed. The results obtained in this study will help to draw conclusions about the origin and evolution of the magnetosome biomineralization genes in MTB and evaluate the role of horizontal gene transfer events in them.
- Добавил в систему: Узун Мария Михайловна
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 октября 2020 г.-1 октября 2021 г. | Изучение разнообразия и эволюции магнитотактических бактерий |
| Результаты этапа: В ходе выполнения проекта была получена обогащенная фракция клеток магнитотактических бактерий из болотно-торфяной почвы. В результате анализа морфологии клеток, были детектированы клетки в форме вибрионов и палочек c пулевидными, каплевидными и зубовидными магнетосомами. Использование технологий секвенирования Illumina и Oxford Nanopore с последующей биоинформатической обработкой данных позволило получить гибридную метагеномную сборку, из которой затем были реконструированы 3 генома МТБ, в том числе один кольцевой. Полученные геномы принадлежали таксономическим группам, где наличие МТБ ранее было минорным (филум Elusimicrobiota) или вовсе не было детектировано (филум Firestonebacteria). В иссследуемых геномах были детектированы все основные гены синтеза магнетосом, кроме mamK, который считается одним из 9-ти генов, присутсвующих у всех МТБ. Реконструированные геномы помогли дополнить данные о разнообразии МТБ, а детектированные в геномах МГК дополнили знания о генах, отвечающих за биоминерализацию магнетосом. | ||
| 2 | 1 октября 2021 г.-1 октября 2022 г. | Изучение разнообразия и эволюции магнитотактических бактерий |
| Результаты этапа: В ходе выполнения проекта из оз. Белое Бордуковское было реконструировано 3 генома МТБ, принадлежащих филумам Nitrospirota и Thermodesulfobacteriota, в том числе один кольцевой. В геноме МТБ филума Thermodesulfobacteriota были детектированы man гены, ранее считавшиеся специфичными только для МТБ филума Nitrospirota. Для всех геномов, содержащих в МГК man гены, была проведена реконсиляция филогенетических деревьев, которая позволила впервые детектировать межфилумный горизонтальный перенос генов синтеза магнетосом. Полученные результаты существенно увеличивают роль горизонтального переноса магнетосомных генов в эволюции МТБ. Кроме того, для геномов МТБ филума Elusimicrobiota, реконструированных за первый год проекта, был проведен детальный анализ их МГК и выявлены уникальные гены, названные mae генами. Более того, геномный анализ показал отсутствие генов синтеза жгутиков, тогда как все ранее изученные МТБ ими обладали. МТБ филума Elusimicrobiota, в свою очередь, обладали генами поверхностно-ассоциированных типов движения. Полученные результаты дополняют данные о разнообразии МТБ и существенно увеличивают роль горизонтального переноса магнетосомных генов в эволюции магнитотактических бактерий. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".