Nowy szczep promieniowca odkryty w sadzy

Promieniowce - to mikroorganizmy, bakterie, powszechnie występujące w środowisku, szczególnie w glebie. Mają one złożoną morfologię oraz są producentami wielu użytecznych substancji np. antybiotyków: streptomycyny, neomycyny czy wankomycyny – wyjaśnił w rozmowie z PAP mikrobiolog dr Piotr Siupka.

Dodał, że ze względu na rosnącą antybiotykooporność, naukowcy wciąż poszukują nowych szczepów promieniowców, zwracając swą uwagę na środowiska do tej pory pomijane oraz ekstremalne np. przewody pokarmowe owadów, jaskinie czy Antarktyda. On sam bada środowiska związane z węglem kamiennym, a zaczął od sadzy.

"Pobrałem próbki sadzy z czynnego, regularnie używanego komina. W laboratorium wyizolowałem promieniowca, który wykazuje silne właściwości przeciwgrzybicze. Ze współpracownikami sprawdziliśmy to przy wykorzystaniu pięciu grzybów z różnych rodzajów, w tym patogenów roślin (m.in. z rodzaju Fusarium). Okazało się, że wyizolowany szczep był aktywny przeciwko im wszystkim" – powiedział badacz.

Aby udowodnić przeciwgrzybicze właściwości przeprowadzono dwa eksperymenty. W pierwszym posiano na płytkach hodowlanych jednocześnie promieniowca i grzyby. "Już na wczesnym etapie, po dwóch, trzech dniach hodowli, obserwowaliśmy efekt inhibicji (zahamowania wzrostu grzyba w sąsiedztwie promieniowca – PAP), po kolejnych dniach było to coraz bardziej widoczne. Z kolei drugi eksperyment polegał na wcześniejszym wysianiu promieniowca, a dopiero po 14 dniach dodaniu grzybów. Tutaj grzyby w ogóle nie były w stanie rosnąć" – mówił.

Dalsze badania pokażą, czy wyizolowany szczep może znaleźć zastosowanie w ochronie roślin przed grzybami patogennymi (chorobotwórczymi). Obecnie nie można bowiem jeszcze wykluczyć negatywnego wpływu szczepu na roślinę.

Kolejnym etapem były badania genomu (informacji zakodowanej w DNA) tego szczepu. Naukowcy potrafią z niego odczytać m.in. informacje o obecności szlaków syntezy różnych związków przez dany organizm – zarówno tych w ramach metabolizmu podstawowego, który umożliwia życie organizmów, jak i wtórnego, gdzie wytwarzane są związki, które nie są niezbędne do przeżycia, ale mogą przynosić korzyści w określonych warunkach.

"Na podstawie DNA możemy też zidentyfikować organizm i dowiedzieć się, czy jest to nowy gatunek. Tutaj okazało się, że jest to nowy szczep promieniowca z rodzaju Streptomyces. Co ciekawe, okazało się, że ten szczep ma 55 szlaków metabolitów wtórnych, to bardzo dużo. Zazwyczaj promieniowce glebowe mają ich średnio między 20 a 30, a te ze środowisk ekstremalnych mogą mieć ponad 40. Według zebranych przeze nas danych literaturowych, tylko dwa promieniowce mają tych szlaków więcej"– wskazał Siupka.

Jak tłumaczył, szlaki metabolitów wtórnych mogą kodować enzymy odpowiedzialne za produkcję substancji o aktywności biologicznej (m.in. fungicydów czy antybiotyków), które wprawdzie nie są niezbędne organizmowi do przeżycia, ale mogą przynosić mu korzyści w specyficznych warunkach środowiska.

Te zaobserwowane w promieniowcu z sadzy mogą być przeciwgrzybicze, przeciwbakteryjne, cytotoksyczne.

"Liczba tych szlaków to jedno, ale przeszukując bazę danych, serwer wykazał, że w zestawieniu różnych grup metabolitów wtórnych, 32 nie było podobnych do żadnych innych, więc mogą one syntezować nowe, nieznane związki. Będzie to wymagało dalszych badań, ale to mówi o potencjale tego promieniowca" – podkreślił Siupka.

"Podsumowując, ten szczep Streptomyces sp. S-2 pod wieloma względami jest ciekawy. Po pierwsze (ze względu na - PAP) środowisko, z którego został wyizolowany. Po drugie ma on silne właściwości przeciwgrzybicze. Ponadto ma bardzo dużo szlaków metabolitów wtórnych, znacznie powyżej średniej dla całego rodzaju Streptomyces. Jest wzbogacony w szlaki metabolitów wtórnych, które mogą być odpowiedzialne za syntezę substancji biologicznie czynnych, a wiele tych szlaków jest niepodobnych do tego, co znajduje się w bazie danych" – podkreślił naukowiec.

Następnymi krokami ku dokładniejszemu poznaniu promieniowca będą m.in. badania jego wpływu na rośliny, analizy chemiczne wytwarzanych metabolitów wtórnych oraz dalsze badania genetyczne pod kątem wspomnianych szlaków.

W badania zaangażowani byli naukowcy z Wydziału Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach: dr Piotr Siupka, mgr Artur Piński, studentka Dagmara Babicka oraz prof. Zofia Piotrowska-Seget.

PAP – Nauka w Polsce, Agnieszka Kliks-Pudlik

akp/ ekr/

Fot. Piotr Siupka (naukawpolsce.pap.pl)

Opublikowano: 01.03.2020