| Popis: |
Стероиды широко распространены в природе, и микроорганизмы, способные к их структурной модификации или полной деградации, весьма разнообразны. Однако до сих пор сообщалось об очень небольшом количестве термофильных микроорганизмов, способных разлагать или модифицировать природные стерины (Лобастова и др., 2021). Ранее нами были выявлены гены, вовлеченные в катаболизм стеринов, у умеренно термофильной актинобактерии Saccharopolyspora hirsuta ВКМ Ас-666Т (Lobastova et al., 2021). Также было показано, что штамм S. hirsuta способен расти в диапазоне температур от 20 до 55 °С на богатой питательной среде (Lobastova et al., 2021). Изучение организации и регуляции генов, относящихся к пути катаболизма стеринов, проводилось и проводится преимущественно у мезофильных актинобактерий. Актуальным представляется изучение экспрессии генов термофильного штамма S. hirsuta, выращенного в присутствии и в отсутствие холестерина при разных температурах. Выращивание культуры S. hirsuta и конверсию холестерина (1 мМ), проводили на минеральной среде с глицерином (3 г/л), дрожжевым экстрактом (1 г/л) и метилированным β-циклодекстрином (2.7 г/л), которую засевали 3% инокулятом, выросшим на среде следующего состава (г/л): глюкоза – 7, крахмал растворимый – 10, соевый пептон – 7, твин 80 – 0.5 (pH 7.0–7.2) в течение 48 часов при 50 °С и 200 об/мин. Холестерин вносили в среду до стерилизации. При полнотранскриптомном профилировании тотальную РНК выделяли с использованием «RNeasy Mini Kit» (QIAGEN, Германия). Секвенирование полученных препаратов РНК осуществляли на секвенаторе Illumina NextSeq (Illumina, США). Анализ холестерина и продуктов биоконверсии проводили по ранее описанной методике (Lobastova et al., 2021). При 30 °С отмечался медленный рост культуры S. hirsuta, лаг-период превышал 12 часов, при этом за 16 часов роста биомасса достигала значения 0.024 г/л (рис. 1). За тот же период времени при температуре 50 °С биомасса достигала 0.97 г/л, лаг-период был незначительным. За 20 часов культивирования биомасса достигала 0.35 и 1.2 г/л (по с.в.) при температуре 30 и 50 °С, соответственно (рис. 1). Основным продуктом трансформации холестерина штаммом S. hirsuta при 30 и 50 °С являлся 26-гидроксихолестерин (рис. 2). Для выяснения влияния температуры на экспрессию генов стероидного катаболизма у термофильного штамма S. hirsuta получали транскриптомы клеток, выращенных на минеральной среде в присутствии холестерина (опыт) и в его отсутствие (контроль) при 30 и 50 °С. Дифференциальная экспрессия генов между парами опыт-контроль была подсчитана отдельно для 30 и 50 °С. Общее количество генов, повысивших и понизивших уровень экспрессии, приведено в табл. 1. В изучаемых температурных условиях не обнаружено статистически значимого изменения экспрессии генов стероидного катаболизма на ранних этапах конверсии холестерина (16–20 часов). Количество генов «домашнего хозяйства», увеличивших экспрессию при 50 °С было в 2 раза больше, чем при 30 °С (табл. 1). Аналогичные результаты получены для генов, уменьшивших свою экспрессию при 50 и 30 °С, соответственно (табл. 1). При этом амплитуда изменения экспрессии генов, необходимых для поддержания основных клеточных функций, не превышала пяти раз по сравнению с контролем. Результаты вносят вклад в понимание регуляции метаболизма термофильных актинобактерий при различных температурах и могут быть полезными при изучении биотехнологического потенциала таких культур в отношении стероидных соединений. |
