カムチャッカ半島に由来する熱スプリングメタゲノムによってコードされる微生物の多様性と生化学的電位

火山地域には、極端性に適したさまざまな環境が含まれています。この研究は、メタゲノミクスアプローチによって異なるカムチャトキアのサーマルスプリングから派生した2つの微生物群集の原核生物の多様性の評価と利用に焦点を当てていました。サンプルは、Mutnovsky火山の近くの熱酸型の泉から、ウゾンカルデラの熱油性スプリングから採取されました。メタゲノム分析のための環境DNAは、直接細胞溶解によって収集された堆積物サンプルから分離されました。原核生物群集の組成は、古細菌および細菌の16S rRNA遺伝子の分析によって調べられました。総数1235 16S rRNA遺伝子配列が得られ、分類学的分類に使用されました。サンプルに最も豊富なのは、Thaumarchaeota、Thermotogae、およびProteobacteriaのメンバーでした。Mutnovskyの温泉は、地上の温泉グループ、Kosmotoga、およびAcidithiobacillusによって支配されていました。ウゾン・カルデラは、その他のクルナチオティック群と腸内細菌科の培養されていないメンバーによって支配されていました。残りの16S rRNA遺伝子配列は、aquificae、dictyoglomi、euryarchaeota、korararchaeota、thermodesulfobacteria、furiCutes、およびいくつかの潜在的な新しい門に属していました。さらに、回収されたDNAはメタゲノムライブラリーの生成に使用され、その後、脂肪分解およびタンパク質分解酵素をコードする遺伝子についてマイニングされました。脂肪分解を付与する3つの新規遺伝子とタンパク質分解活性を付与する1つの遺伝子が同定されました。

Volcanic regions contain a variety of environments suitable for extremophiles. This study was focused on assessing and exploiting the prokaryotic diversity of two microbial communities derived from different Kamchatkian thermal springs by metagenomic approaches. Samples were taken from a thermoacidophilic spring near the Mutnovsky Volcano and from a thermophilic spring in the Uzon Caldera. Environmental DNA for metagenomic analysis was isolated from collected sediment samples by direct cell lysis. The prokaryotic community composition was examined by analysis of archaeal and bacterial 16S rRNA genes. A total number of 1235 16S rRNA gene sequences were obtained and used for taxonomic classification. Most abundant in the samples were members of Thaumarchaeota, Thermotogae, and Proteobacteria. The Mutnovsky hot spring was dominated by the Terrestrial Hot Spring Group, Kosmotoga, and Acidithiobacillus. The Uzon Caldera was dominated by uncultured members of the Miscellaneous Crenarchaeotic Group and Enterobacteriaceae. The remaining 16S rRNA gene sequences belonged to the Aquificae, Dictyoglomi, Euryarchaeota, Korarchaeota, Thermodesulfobacteria, Firmicutes, and some potential new phyla. In addition, the recovered DNA was used for generation of metagenomic libraries, which were subsequently mined for genes encoding lipolytic and proteolytic enzymes. Three novel genes conferring lipolytic and one gene conferring proteolytic activity were identified.