ФАГИ БАКТЕРІЙ РОДУ BACILLUS, ІЗОЛЬОВАНИХ З ВОДНОГО СЕРЕДОВИЩА
DOI:
https://doi.org/10.18524/2307-4663.2022.1(54).219213Ключові слова:
бактеріофаги, рід Bacillus, водне середовищеАнотація
Незважаючи на те, що бактерії роду Вacillus, ізольовані з ґрунту, досліджуються вже протягом століття, на сьогоднішній день залишаються теми, що не висвітлені достатньо або потребують подальших досліджень. Частіше за все представників роду Вacillus ізолюють з ґрунту або харчових продуктів. В останні роки ці бактерії почали ізолювати з різноманітних водних біоценозів екосистем океанів, морів, лиманів, озер, річок. Дослідження таких ізолятів вказує на те, що бактерії майже всіх видів роду Вacillus інфіковані бактеріофагами порядку Саudovirales, які мають хвостові відростки, систему інтегрази та ексцизії, необхідні для лізогенного циклу розвитку. Незважаючи на те, що більшість знайдених бактеріофагів належать до порядку Caudovirales, вони мають широкий діапазон відмінностей, якими є відношення до температур і рН, вплив на метаболізм та споруляцію хазяїна. В огляді представлено дані сучасної літератури про бактеріофаги, які інфікують бактерії роду Bacillus, ізольовані з водних біоценозів, особливості їх будови, хімічного складу, структури геномів та взаємодії з клітиною хазяїна.
Посилання
Abedon T, Yin J. Bacteriophage plaques: theory and analysis. Methods Mol Biol. 2009; 501: 161–174.
Adams MJ, Lefkowitz EJ, King AM. Ratification vote on taxonomic proposals to the International Commit-tee on Taxonomy of Viruses. Arch Virol. 2016; 161: 2921–2949.
Arabi E, Griffiths T, She Y. Genome sequence and analysis of a broad-host range lytic bacteriophage that in-fects the Bacillus cereus group. Virol. J. 2013; 10: 48–59.
Asare T, Jeong Y, Ryu S, Klumpp J, Loessner J, Merrill D, Kim P. Putative type 1 thymidylate synthase and dihydrofolate reductase as signature genes of a novel Bastille-like group of phages in the subfamily Spounavirinae. BMC Genomics. 2015; 16: 582–587.
Barylski E, Dutilh B, Schuller M, Edwards A. Analysis of Spounaviruses as a Case Study for the Overdue Reclassification of Tailed Phages. Systematic Biology. 2020; 69: 110–123.
Barylski J, Kropinski M, Alikhan F, Adriaenssens M. ICTV Report Consortium. ICTV Virus Taxonomy Pro-file: Herelleviridae. J Gen Virol. 2020; 101: 362–363.
Barylski J, Nowicki G, Goździcka-Józefiak A. The Discovery of phiAGATE, A Novel Phage Infecting Bacil-lus pumilus, Leads to New Insights into the Phylogeny of the Subfamily Spounavirinae. PLoS One. 2014; 9: 1–14.
Begley M, Gahan G, Hill C. The interaction between bacteria and bile. FEMS Microbiol Rev. 2005; 29: 625–651.
Brown NL, Stoyanov JV, Kidd SP, Hobman JL. The MerR family of transcriptional regulators. FEMS Mi-crobiol Rev. 2003; 27: 145–163.
Burton M, Marquis A, Sullivan L, Rapoport A, Rudner Z. The ATPase SpoIIIE transports DNA across fused septal membranes during sporulation in Bacillus subtilis. Cell. 2007; 131: 1301–1312.
Casjens S. Prophages and bacterial genomics: what have we learned so far? Mol Microbiol. 2003; 49: 277–300.
Chen Y, Guo X, Wu J, Jin M, Zeng R. A novel deep-sea bacteriophage possesses features of Wbeta-like vi-ruses and prophages. Arch Virol. 2020; 165: 1219–1223.
Danovaro R, Dell'Anno A, Corinaldesi C, Magagnini M, Noble R, Tamburini C, Weinbauer M. Major viral impact on the functioning of benthic deep-sea ecosystems. Nature. 2008; 454: 1084–1087.
Feng Z, Xinwu L, Liu W, Yong N. Complete genome sequence of a novel Bacillus phage, P59, that infects Ba-cillus oceanisediminis. Archives of Virology. 2020; 165: 1–5.
Gao B, Huang Y, Ning D. Metabolic Genes within Cyanophage Genomes: Implications for Diversity and Evolution. Genes (Basel). 2016; 7: 80–91.
Gillis A, Mahillon J. Phages preying on Bacillus anthracis, Bacillus cereus and Bacillus thuringiensis: past, present and future. Viruses. 2014; 6: 2623–2672.
Han S, Xie G, Challacombe F, Altherr R, Bhotika S, Brown N, Bruce D. Pathogenomic sequence analysis of Bacillus cereus and Bacillus thuringiensis isolates closely related to Bacillus anthracis. J Bacteriol. 2006; 188: 3382–3390.
Hemphill E, Whiteley R. Bacteriophages of Bacillus subtilis. Bacteriol Rev. 1975; 39: 257–315.
Jean NL, Rutherford TJ, Löwe J. FtsK in motion reveals its mechanism for double-stranded DNA transloca-tion. Proc Natl Acad Sci USA. 2020; 117: 14202–14208.
Ji X, Zhang C, Fang Y, Zhang Q, Lin L, Tang B, Wei Y. Isolation and characterization of glacier VMY22, a novel lytic cold-active bacteriophage of Bacillus cereus. Virol Sin. 2015; 30: 52–58.
Kampf G. Efficacy of ethanol against viruses in hand disinfection. J Hosp Infect. 2018; 98 (4): 331–338.
Kazlauskas D, Venclovas C. Computational analysis of DNA replicases in double-stranded DNA viruses: re-lationship with the genome size. Nucleic Acids Research. 2011; 1: 8291–8305.
Kimura K, Itoh Y. Characterization of poly-gamma-glutamate hydrolase encoded by a bacteriophage genome: possible role in phage infection of Bacillus subtilis encapsulated with poly-gamma-glutamate. Appl Environ Microbiol. 2003; 69: 2491–2497.
King A, Lefkowitz E, Adams MJ, Carstens EB. Virus Taxonomy. 1st ed. Amsterdam: Elsevier. Press. 2011. 384 p.
Klumpp J, Lavigne R, Loessner J, Ackermann W. The SPO1-related bacteriophages. Arch Virol. 2010; 155: 1547–1561.
Kong L, Ding Y, Wu Q, Wang J, Zhang J, Li H, Yu S, Yu P, Gao T, Zeng H, Yang M, Liang Y, Wang Z, Xie Z, Wang Q. Genome sequencing and characterization of three Bacillus cereus-specific phages DK1, DK2 and DK3. Arch Virol. 2019; 164: 1927–1929.
Kostyk N, Chigbu O, Cochran E, Davis J, Essig J, Do L, Farooque N. Complete Genome Sequences of Bacil-lus cereus Group Phages AaronPhadgers, ALPS, Beyonphe, Bubs, KamFam, OmnioDeoPrimus, Phireball, PPIsBest, YungSlug and Zainny. Microbiol Resour Announc. 2021; 10: 33.
Kunst F, Ogasawara N, Moszer I, Albertini M, Alloni G, Azevedo V, Bertero G, Bessières P, Bolotin A. The complete genome sequence of the gram-positive bacterium Bacillus subtilis. Nature. 1997; 390: 249–256.
Lawrence JG, Hatfull GF, Hendrix RW. Imbroglios of viral taxonomy: genetic exchange and failings of phe-netic approaches. J Bacteriol. 2002;184: 4891–4905.
Li C, Yuan X, Li N. Isolation and Characterization of Bacillus cereus Phage vB_BceP-DLc1 Reveals the Larg-est Member of the Φ29-Like Phages. Microorganisms. 2020; 8: 1750–1760.
Liu B, Wu S, Song Q, Zhang X, Xie L. Two novel bacteriophages of thermophilic bacteria isolated from deep-sea hydrothermal fields. Curr Microbiol. 2006; 53: 163–166.
Liu X, Wang D, Pan C, Feng E, Fan H, Li M, Zhu L, Tong Y, Wang H. Genome sequence of Bacillus anthra-cis typing phage AP631. Arch Virol. 2019; 164: 917–921.
Lucchini S, Desiere F, Brüssow H. Comparative genomics of Streptococcus thermophilus phage species sup-ports a modular evolution theory. J Virol. 1999; 73: 8647–8656.
Meijer J, Horcajadas A, Salas M. Phi29 family of phages. Microbiol Mol Biol Rev. 2001; 65: 261–287.
Mobberley J, Authement N, Segall M, Edwards A, Slepecky A, Paul H. Lysogeny and sporulation in Bacillus isolates from the Gulf of Mexico. Appl Environ Microbiol. 2010; 76: 829–842.
Morgado S, Vicente C. Global in-silico scenario of tRNA genes and their organization in virus genomes. Vi-ruses. 2019; 11: 180–188.
Paul H. Prophages in marine bacteria: dangerous molecular time bombs or the key to survival in the seas? ISME J. 2008; 2: 579–589.
Porter J, Schuch R, Pelzek J, Buckle M, McGowan S, Wilce C, Rossjohn J, Russell R, Nelson D, Fischetti A, Whisstock C. The 1.6 A crystal structure of the catalytic domain of PlyB, a bacteriophage lysin active against Bacillus anthracis. J Mol Biol. 2007; 366: 540–550.
Rodriguez-Valera F, Martin-Cuadrado AB, Rodriguez-Brito B, Pasic L, Thingstad TF, Rohwer F, Mira R. Explaining microbial population genomics through phage predation. Nat Rev Microbiol. 2009; 7: 828–836.
Rex A, Etter J, Morris S, Crouse J, McMlain R, Johnson A, Stuart CT, Deming W, Thies R, Avery R. Global bathymetric patterns of standing stock and body size in the deep-sea benthos. Marine Ecology Progress Se-ries. 2006; 317: 1–8.
Ritz MP, Perl AL, Colquhoun JM, Chamakura KR, Kuty Everett GF. Complete Genome of Bacillus subtilis Myophage CampHawk. Genome Announc. 2013; 1: 984–997.
Rocha EP, Danchin A. Base composition bias might result from competition for metabolic resources. Trends Genet. 2002; 18: 291–294.
Sayers W, Barrett T, Benson A, Bolton E, Bryant H, Canese K, Chetvernin V, Church M, Dicuccio M, Feder-hen S, Feolo M. Database resources of the National Center for Biotechnology Information. Nucleic Acids Res. 2012; 40: 13–25.
Schilling T, Hoppert M, Hertel R. Genomic Analysis of the Recent Viral Isolate vB_BthP-Goe4 Reveals In-creased Diversity of φ29-Like Phages. Viruses. 2018; 10: 624–638.
Schuch R, Fischetti VA. Detailed genomic analysis of the Wbeta and gamma phages infecting Bacillus anthra-cis: implications for evolution of environmental fitness and antibiotic resistance. J Bacteriol. 2006; 188: 3037–3051.
Shafikhani H, Mandic-Mulec I, Strauch A, Smith I, Leighton T. Postexponential regulation of sin operon ex-pression in Bacillus subtilis. J Bacteriol. 2002; 184: 564–571.
Siefert JL, Larios-Sanz M, Nakamura LK, Slepecky RA, Paul JH, Moore ER, Fox GE, Jurtshuk P. Phylogeny of marine Bacillus isolates from the Gulf of Mexico. Curr Microbiol. 2000; 41: 84–88.
Šimoliūnienė M, Tumėnas D, Kvederavičiūtė K, Meškys R, Šulčius S, Šimoliūnas E. Complete Genome Se-quence of Bacillus cereus Bacteriophage vB_BceS_KLEB30-3S. Microbiol Resour Announc. 2020; 9: 1–3.
Stewart CR, Casjens SR, Cresawn SG. The genome of Bacillus subtilis bacteriophage SPO1. J Mol Biol. 2009; 388: 48–70.
Willms M, Hoppert M, Hertel R. Characterization of Bacillus subtilis Viruses
vB_BsuM-Goe2 and vB_BsuM-Goe3. Viruses. 2017; 9: 146.
Xu L, Zhang R, Wang N, Cai L, Tong G, Sun Q, Chen F, Jiao Z. Novel phage-host interactions and evolution as revealed by a cyanomyovirus isolated from an estuarine environment. Environ Microbiol. 2018; 20: 2974–2989.
Yee M, Matsumoto T, Yano K, Matsuoka S, Sadaie Y, Yoshikawa H, Asai K. The genome of Bacillus subtilis phage SP10: a comparative analysis with phage SPO1. Biosci Biotechnol Biochem. 2011; 75: 944–952.
Yuan Y, Gao M, Wu D, Liu P, Wu Y. Genome Characteristics of a Novel Phage from Bacillus thuringiensis Showing High Similarity with Phage from Bacillus cereus. PLOS ONE. 2012; 7: 143–147.
Zhang H, Liu L, He L. Detection and identification of Bacillus cereus susceptible to phage AP631. Chin J Zo-onos. 2016; 32: 507–511.
Zhao X, Shen M, Jiang X. Transcriptomic and Metabolomics Profiling of Phage-Host Interactions between Phage PaP1 and Pseudomonas aeruginosa. Front Microbiol. 2017; 8: 548–571.
Zhonghe X, Yang S, Jeffrey W, Cao Y. Directional mechanical stability of Bacteriophage φ29 motor’s 3WJ-pRNA: Extraordinary robustness along portal axis. Science Advances. 2017; 3: 1–8.
Zyl J, Nemavhulani S, Cass J, Cowan A, Trindade M. Three novel bacteriophages isolated from the East Af-rican Rift Valley soda lakes. Virol J. 2016; 13: 204–228.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Мікробіологія і біотехнологія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор передає журналу (університету) на безоплатній основі невиключні права на використання статті (на весь строк дії авторського права починаючи з моменту публікації, розміщення статті на веб-сторінці журналу, в репозитарії відкритого доступу) без одержання прибутку; на відтворення статті чи її частин в електронній формі (включаючи цифрову); виготовлення ії електронних копій для постійного архівного зберігання; виготовлення електронних копій статті для некомерційного розповсюдження; внесення статті до бази даних репозитарію; надання електронних копій статті в доступі мережі інтернет.
Автор гарантує, що у статті не використовувалися статті або авторські права, які належать третім особам; гарантує, що на момент розміщення статті на веб-сторінці, в репозитарії ОНУ лише йому належать виключні майнові права на статтю, що розміщується; майнові права на статтю ні повністю, ні в частині нікому не передано (не відчуджено), майнові права на статтю ні повністю, ні в частині не є предметом застави, судового спору або претензій з боку третіх осіб.
Автор зберігає за собою право використовувати самостійно чи передавати права на використання статті третім особам.
Автор надає журналу право на використання статті такими способами:
переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати її за погодженням з автором; перекладати статтю у випадку, коли стаття викладена мовою іншою, ніж мова, якою передбачена публікація у виданні. Якщо журнал виявить бажання використовувати статтю іншими способами: перекладати, розміщувати повністю або частково у мережі інтернет, публікувати статтю в інших, в тому числі іноземних виданнях, включати статтю як складову частину до інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, умови оформлюються додатковою угодою.
Автор підтверджує, що він є автором (співавтором) цієї статті; авторські права на дану статтю не передані іншому видавцю; дана стаття не була раніше опублікована у будь-якому іншому виданні до публікації її журналом.
Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.
