Phân tích hệ genome chủng giống bacillus pseudomycodies dsm 12442 (khóa luận tốt nghiệp)

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH HỆ GENOME CHỦNG GIỐNG Bacillus pseudomycoides DSM 12442 Hà Nội - 2022 HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH HỆ GENOME CHỦNG GIỐNG Bacillus pseudomycoides DSM 12442 Người thực : Nguyễn Thị Minh Thu Khóa : 63 Nghành : Công nghệ sinh học Giáo viên hướng dẫn : TS Đinh Trường Sơn Hà Nội - 2022 LỜI CAM KẾT Em cam đoan tồn q trình nghiên cứu đề tài: “Phân tích hệ genome chủng Bacillus pseudomycoides DSM 12442” em thực hướng dẫn khoa học Tiến sĩ Đinh Trường Sơn Em xin cam đoan tất nội dung nghiên cứu, kết thông tin luận văn em hồn tồn trung thực khơng cơng bố tài liệu khác Hà Nội, ngày 10 tháng 07 năm 2022 Sinh viên Nguyễn Thị Minh Thu i LỜI CẢM ƠN Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Tiến sĩ Đinh Trường Sơn, người hỗ trợ em hoàn thành luận văn kiên nhẫn, nhiệt tình kiến thức Hơn nữa, hướng dẫn thầy giúp đỡ em thời gian viết luận văn Em xin gửi lời cảm ơn tới tất thầy cô Khoa Công nghệ Sinh học, đặc biệt Bộ môn Công nghệ Sinh học Thực vật cung cấp kiến thức khoa học kỹ thuật hữu ích cho em Đây điều quan trọng giúp em thực thành cơng khóa luận Em cảm ơn người bạn phịng thí nghiệm em đóng góp ý nghĩa họ Em ln ghi nhớ khoảng thời gian chúng em làm việc Cuối không phần quan trọng, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, đặc biệt mẹ em, người yêu thương, quan tâm em, tin tưởng tạo điều kiện học tập tốt cho em Hà Nội, ngày 10 tháng 07 năm 2022 Sinh viên Nguyễn Thị Minh Thu ii MỤC LỤC LỜI CAM KẾT i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU v DANH MỤC CÁC HÌNH vi CHỮ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ viii TÓM TẮT ix MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu 1.2 Về ứng dụng tin sinh học 1.2.1 Tin sinh học tác động hệ gen 1.2.2 Một số ứng dụng tin sinh học 1.3 Giới thiệu Bacillus 1.3.1 Phân loại học 1.3.2 Đặc điểm Bacillus 1.4 Khai thác genomecủa Bacillus 1.4.1 Khai thác gene 1.4.2 Vai trò tin sinh học việc khám phá sản phẩm tự nhiên cách khai thác gene 1.5 Giải trình tự gen 11 1.5.1 Mục đích phương pháp giải trình tự gen 11 1.5.2 Ứng dụng 13 1.6 Chất chuyển hóa thứ cấp Bacillus 15 1.7 Giới thiệu bacillibactin 16 Chương NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1 Vật liệu thiết bị nghiên cứu 17 iii 2.1.1 Vật liệu 17 2.1.2 Đặc điểm genome chung Bacillus pseudomycoides DSM 12442 17 2.2 Thiết bị nghiên cứu 20 2.3 Nội dung nghiên cứu phương pháp nghiên cứu 20 2.3.1 Nội dung nghiên cứu 21 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu 21 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Phát sinh loài Bacillus pseudomycoides DSM 12442 29 3.2 Dự đốn trình tự gen có Bacillus pseudomycoides DSM 12442 30 3.3 Chú thích gene, phân tích chức Bacillus pseudomycoides DSM 12442 với công cụ BLAST2GO 31 3.4 Các cụm gene sinh tổng hợp cho chất chuyển hóa thứ cấp Bacillus pseudomycoides DSM 12442 45 3.5 Con đường sinh tổng hợp bacillibactin Bacillus pseudomycoides DSM 12442 49 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 PHỤ LỤC 58 iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Đặc điểm genomeBacillus pseudomycoides DSM 12442 NCBI EZBioCloud cung cấp 18 Bảng 2.2 Danh sách 10 chủng Bacillus sử dụng 23 Bảng 3.1 Cung cấp tổng quan đặc điểm genomecủa chủng DSM 12442 số chủng Bacillus phục vụ nghiên cứu phát sinh loài 29 Bảng 3.2 Phân bố loài của Bacillus pseudomycoides DSM 12442 34 Bảng 3.3 Phân bố loài Top- Hit Bacillus pseudomycoides DSM 12442 36 Bảng 3.4 Mức phân bố GO cho Bacillus pseudomycoides DSM 12442 39 Bảng 3.5 Danh mục GO sau phân tích với Blast2GO 40 Bảng 3.6 Danh sách Các vùng gen sinh tổng hợp (BGC) chủng Bacillus pseudomycoides DSM 12442 dự đoán antiSMASH 6.1 46 v DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Trình tự hệ gene Bacillus pseudomycoides DSM 12442 truy xuất từ NCBI 17 Hình 2.2 Đặc điểm genomecủa Bacillus pseudomycoides DSM 12442 cung cấp EZBioCloud 18 Hình 2.3 Đặc điểm genomecủa Bacillus pseudomycoides DSM 12442 cung cấp ARTS 19 Hình 2.4 Bản đồ trịn Bacillus pseudomycoides DSM 12442 19 Hình 2.5 Nội dung phương pháp nghiên cứu sử dụng khố luận 20 Hình 2.6 Trang chủ The Type (Strain) Geneome Server (TYGS) 22 Hình 2.9 Biểu diễn giản đồ ứng dụng BLAST2GO 24 Hình 2.7 Giao diện công cụ antiSMASH 26 Hình 2.8 Giao diện trang chủ ARTS 27 Hình 3.1 Mối quan hệ Bacillus pseudomycoides DSM 12442 với 10 loài Bacillus liên quan 30 Hình 3.2 Minh hoa gene Bacillus pseudomycoides DSM 12442 dự đoán GeneMark 31 Hình 3.3 Tổng quan kết thích chức Blast2GO Bacillus pseudomycoides DSM 12442 31 Hình 3.4 Thống kê kích thước số trình tự Bacillus pseudomycoides DSM 12442 32 Hình 3.5 Biểu đồ phân bố loài của Bacillus pseudomycoides DSM 12442 33 Hình 3.6 Biểu đồ phân bố loài Top- Hit Bacillus pseudomycoides DSM 12442 35 Hình 3.7 Biểu đồ kết chạy InterProScan với trình tự Bacillus pseudomycoides DSM 12442 37 vi Hình 3.8 Biểu đồ mức phân bố GO cho Bacillus pseudomycoides DSM 12442 38 Hình 3.9 Kết phân tích GO nhóm “Q trình sinh học” Bacillus pseudomycoides DSM 12442 41 Hình 3.10 Kết phân tích GO nhóm “Chức phân tử” Bacillus pseudomycoides DSM 12442 43 Hình 3.11 Kết phân tích GO nhóm “Thành phần tế bào” Bacillus pseudomycoides DSM 12442 44 Hình 3.12 Các vùng gen sinh tổng hợp (BGC) chủng Bacillus pseudomycoides DSM 12442 dự đoán antiSMASH 6.1 45 Hình 3.13 Cluster antiSMASH 49 Hình 3.14 Cụm gene sinh tổng hợp bacillibactin từ Bacillus subtilis subsp subtilis str 168 50 Hình 3.15 Lộ trình trao đổi chất để sinh tổng hợp bacillibactin, tổ chức cụm gene liên quan đến sinh tổng hợp, vận chuyển hấp thu bacillibactin 51 Hình 3.16 Kết Local BLAST trình tự tương đồng gen sinh tổng hợp bacillibactin chủng Bacillus pseudomycoides DSM 12442 51 vii CHỮ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ antiSMASH Antibiotics & Secondary Metabolite Analysis Shell (Cơng cụ phân tích vùng gen sinh tổng hợp hợp chất thứ cấp kháng sinh) ARTS Antibiotic Resistant Target Seeker (công cụ tìm kiếm gen kháng kháng sinh) BGCs Biosynthetic gene clusters (vùng gen sinh tổng hợp chất/nhóm chất) BLAST Basic Local Alignment Search Tool (Cơng cụ tìm kiếm trình tự tương đồng) Local BLAST Sử dụng cơng cụ BLAST với sở liệu máy tính (khơng làm BLAST online) CAZyme Carbohydrate active enzyme (enzyme thuỷ phân carbohydrate) COGs Clusters of Orthologous Groups (nhóm vùng tương đồng) GBDP Genome BLAST Distance Phylogeny (cây phát sinh chủng loại dựa so sánh genome phần genome) GO Gene Ontology (Bản thể luận gen: hệ thống thống việc diễn tả thuộc tính gen sản phẩm gen tất loài KEGG Kyoto Encyclopedia of Gene and Genomes (Bách khoa toàn thư Kyoto Genes Genomes) NRPSs Non-ribosomal peptide synthetases (Peptide sinh tổng hợp không phụ thuộc vào ribosome) PKSs Polyketide synthases (Enzyme sinh tổng hợp polyketides) TYGS The Type (Strain) Genome Server (Server hệ genome sinh vật tiền nhân) SMS single molecule sequencing (Kỹ thuật giải trình tự với phân tử DNA) viii Trong số 15 cụm gen dự đoán Bacillus pseudomycoides DSM 12442, có cụm gen có độ tương đồng 100% với cụm gen biết loài thuộc chi Bacillus Chúng cụm gen số mã hoá cho sinh tổng hợp paeninodin (cụm gen paeninodin Bacillus dendritiformis C454) cụm gen số mã hoá cho pseudomycoicidin (cụm gen pseudomycoicidin Bacillus pseudomycoides DSM 12442) Cụm gen số mã hoá cho sinh tổng hợp cichofactin A / cichofactin B (với cụm gen cichofactin A / cichofactin B Pseudomonas cichorii) Cụm gen số mã hoá cho sinh tổng hợp bacillibactin (cụm gen bacillibactin Bacillus subtilis subsp subtilis str 168), cụm gen số mã hoá cho sinh tổng hợp fengycin (cụm gen fengycin Bacillus velezensis FZB42) Cụm gen số có tương đồng thấp mã hoá cho pyoverdin (cụm gen pyoverdin Pseudomonas protegens Pf-5) Các cụm số 10, 11, 12 mã hoá cho bogorol (cụm gen bogorol Brevibacillus laterosporus) Cụm gen số 13 mã hoá cho nostocyclopeptide A2 (cụm gen nostocyclopeptide A2 Nostoc sp ATCC 53789) cụm gen số 15 mã hoá cho lactocin S (cụm gen lactocin S Lactobacillus sakei) ❖ NRPs Enzyme tổng hợp peptide không cần ribosome (NRPS) họ enzyme đặc biệt giúp tập hợp chất acyl thành chất chuyển hóa thứ cấp có hoạt tính sinh học Các sản phẩm NRPs có hoạt tính quan trọng đa dạng Chúng bao gồm thuốc chống nấm (bacillomycin), kháng vi khuẩn (daptomycin), kháng vi-rút (luzopeptin), kháng u (actinomycin D), tế bào phụ (enterobactin), thuốc ức chế miễn dịch (cyclosporin) Các hợp chất chiếm diện tích khơng gian hóa học lớn NRPS sử dụng 500 chất acyl monome khác (bao gồm axit amin tạo protein không tạo protein, axit béo axit hydroxy), đồng tổng hợp biến đổi sau tổng hợp, có mạch thẳng, chu kỳ , cấu trúc liên kết nhánh 47 NRPS tổ chức thành mô-đun gồm gần 1100 gốc với mô-đun chịu trách nhiệm bổ sung axit amin cụ thể vào sản phẩm peptit (C.T Walsh, 2008) NRPS nhỏ mơ-đun lớn đến mười tám mô-đun, với trọng lượng phân tử > MDa chuỗi protein đơn Thông thường, môđun kéo dài bao gồm ba miền cần thiết cho kéo dài peptit: miền adenyl hóa (A), miền protein mang peptidyl (PCP: the peptidyl carrier protein) (cách gọi khác miền phân tách (T: the thiolation) miền ngưng tụ (C: condensation) miền Mô-đun đầu cuối bao gồm miền dành riêng để giải phóng peptit cuối cùng, chẳng hạn miền thioesterase (Te) reductase (R) Một tổ chức điển hình NRPS A-PCP- (C-A-PCP) n-Te, với miền điều chỉnh bổ sung chèn vào số mô-đun ❖ RiPPs Các peptit tổng hợp ribosom biến đổi sau dịch mã (RiPP) đặc trưng phương thức sinh tổng hợp thống nhất: Một gene nhỏ mã hóa peptit tiền thân ngắn sau biến đổi loạt enzym cuối phân cắt để tạo protein hoàn thiện (Oman TJ, van der Donk WA, 2010) RiPP có khoảng 20 nhóm khác nhau, chẳng hạn lanthipeptit, lasso peptit thiopeptit Mỗi nhóm đặc trưng nhiều khác biệt cụ thể, chẳng hạn cầu nối thioether lanthipeptit cấu trúc giống nút thắt peptit lasso Ngày nay, nhóm RiPP tìm thấy Các nhóm RiPP xác định thường mang biến đổi bất thường, chẳng hạn axit amin D, bổ sung axit amin không tự nhiên, axit β-amino biến thể liên kết chéo thioether ❖ Terpen Terpen thành phần tinh dầu Hầu hết chúng hydrocacbon Hiđrocacbon terpene có cơng thức phân tử (C5H8)n Các hydrocacbon terpene phân loại theo số lượng đơn vị isoprene: • Monoterpen: đơn vị isopren, 10 nguyên tử cacbon • Sesquiterpenes: đơn vị isopren, 15 nguyên tử cacbon • Diterpenes: đơn vị isopren, 20 nguyên tử cacbon 48 • Triterpenes: đơn vị isoprene, 30 nguyên tử carbon • Tetraterpenes: đơn vị isoprene, 40 nguyên tử carbon Terpen tìm thấy trong: Họ Lamiaceae (Labiatae): Melissa offi cinalis (tía tơ đất), Agastache rugosa (Hoắc hương Xiang), Rosmarinus offi cinalis (hương thảo), Lavandula offi cinalis (oải hương), Mentha spp (bạc hà, Bo He) 3.5 Con đường sinh tổng hợp bacillibactin Bacillus pseudomycoides DSM 12442 Phân tích trình tự genome Bacillus pseudomycoides DSM 12442 cách sử dụng công cụ antiSMASH 6.0.1 cho thấy genomeBacillus pseudomycoides DSM 12442 có 15 BGC giả định cho trình sinh tổng hợp chất chuyển hóa thư cấp hệ genome chủng Bacillus pseudomycoides DSM 12442 (Hình 3.13) Các cụm gene sinh tổng hợp tóm tắt bảng 3.4 Trong số 15 BGC giả định, cluster vi khuẩn có vị trí từ 2.038.036 đến 2.119.470 với khoảng 81.434 kbp (Hình 3.14) Cluster cụ thể NRPSlike, NRPS gần giống với cụm gene sinh tổng hợp bacillibactin từ Bacillus subtilis subsp subtilis str 168 (46%) (Hình 3.15) Cluster có tổng số 80 gene bao gồm gene cốt lõi, 13 gene bổ sung, gene liên quan đến vận chuyển, gene điều hòa 57 gene khác Hình 3.13 Cluster antiSMASH 49 Cụm gene sinh tổng hợp bacillibactin Bacillus subtilis subsp subtilis str 168 bao gồm gene lõi; gene bổ sung; gene khác Nó bao gồm gene liên quan đến sinh tổng hợp bacillibactin như: mbtH, dhbF, dhbB, dhbE, dhbC, dhbA Hình 3.14 Cụm gene sinh tổng hợp bacillibactin từ Bacillus subtilis subsp subtilis str 168 Con đường trao đổi chất để sinh tổng hợp bacillibactin, tổ chức cụm gene liên quan đến trình sinh tổng hợp, vận chuyển hấp thu bacillibactin thể hình 3.14 (a) DHB hình thành từ DHS, từ đường nội sinh pentose photphat (hộp màu vàng) (b) (1) Các enzym tham gia vào trình lắp ráp bacillibactin mã hóa gene cụm entA – dhbBCF (2) Các gene liên quan đến việc hấp thụ bacillibactin bắt nguồn từ cụm gene feuABCD / yuiI (3) Việc vận chuyển bacillibactin thực kiểu MFS mã hóa ymfD Các chữ viết tắt miền enzym (được mơ tả hộp hình ngũ giác): A, adenyl hóa; C, ngưng tụ; ICL, lyase isochorismate; T, thiolation; TE, thioesterase (Kinya Hottan cộng sự, 2010) 50 Hình 3.15 Lộ trình trao đổi chất để sinh tổng hợp bacillibactin, tổ chức cụm gene liên quan đến sinh tổng hợp, vận chuyển hấp thu bacillibactin Như vậy, để tìm hiểu xem tiềm chủng Bacillus pseudomycoides DSM 12442 có khả sinh tổng hợp bacillibactin hay khơng, emtiến hành tìm hiểu xem gen liên quan tới sinh tổng hợp bacillibactin có hay khơng có hệ genome Sử dụng trình tự nucleotide gene sinh tổng hợp bacillibactin biết chủng Bacillus paranthracis, Bacillus cytotoxicus , Bacillus albus, Bacillus pseudomycoides DSM 12442, Bacillus subtilis subsp subtilis str 168, Bacillus anthracis str 'Ames Ancestor‘, Bacillus thuringiensis serovar berliner ATCC 10792, Bacillus cereus Kết hiển thị hình 3.16 Hình 3.16 Kết Local BLAST trình tự tương đồng gen sinh tổng hợp bacillibactin chủng Bacillus pseudomycoides DSM 12442 51 Kết Hình 3.16 cho thấy tất gene liên quan tới đường sinh tổng hợp bacillibactin chủng Bacillus pseudomycoides DSM 12442 với tỷ lệ tương đồng dao động từ 68 - 100% Điều cho phép emgiả thuyết chủng Bacillus pseudomycoides DSM 12442 tổng hợp bacillibactin Ngồi ra, chưa có nghiên cứu cơng bố việc chủng Bacillus pseudomycoides DSM 12442 sản xuất bacillibactin, vậy, nghiên cứu em xem bước nhằm tìm nguồn Bacillibactin có triển vọng 52 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Kết luận Từ trình tự hệ gen chủng vi khuẩn Bacillus pseudomycoides DSM 12442 công bố NCBI, với hỗ trợ công cụ tin sinh học, đề tài tiến hành phân tích hệ gen rút số kết luận sau: Chủng vi khuẩn Bacillus pseudomycoides DSM 12442 dự đốn có 6216 gen công cụ GeneMark Hầu hết gen hệ genome chủng có mức độ tương đồng cao so với chủng thuộc loài Bacillus cereus Kết phân tích thể luận (GO) nhiều cơng cụ (BLAST, InterProScan) cho thấy: tổng số 6216 gen, có 2656 gen thuộc nhóm q trình sinh học, 3359 gen thuộc nhóm chức phân tử 1402 gen thuộc nhóm thành phần tế bào Kết phân tích nhờ công cụ antiSMASH 6.0.1 cho thấy chủng Bacillus pseudomycoides DSM 12442 có 15 BGC giả định cho q trình sinh tổng hợp hợp chất thứ cấp như: enzym tổng hợp peptide không cần ribosome, LAP, thiopeptide, RiPP-like, NRPS-like, betalactone, terpene, lanthipeptide-class-ii… Chủng Bacillus pseudomycoides DSM 12442 mang cluter bao gồm gene cốt lõi, 13 gene bổ sung, gene liên quan đến vận chuyển, gene điều hòa 57 gene khác đường sinh tổng hợp bacillibactin Chính vậy, giả định chủng Bacillus pseudomycoides DSM 12442 có khả sinh tổng hợp bacillibactin Đề xuất Tiếp tục nghiên cứu đường sinh tổng hợp hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học khác chủng Bacillus pseudomycoides DSM 12442 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO Alexander M Kloosterman, Peter Cimermancic, Somayah S Elsayed, Chao Du, Michalis Hadjithomas, Mohamed S Donia, Michael A Fischbach, Gilles P van Wezel, Marnix H Medema (2020) Expansion of RiPP biosynthetic space through integration of pangeneomics and machine learning uncovers a novel class of lanthipeptides Plos Biology Doi: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001026 Axel A Brakhage, Volker Schroeckh (2011) Fungal secondary metabolites - strategies to activate silent gene clusters 48(1):15-22 doi: 10.1016/j.fgb.2010.04.004 Aparicio G., Götz S., Conesa A., Segrelles D., Blanquer I., García J.M., Hernandez V., Robles M and Talon M (2006) Blast2GO goes grid: developing a grid-enabled prototype for functional genomics analysis Stud Health Technol Inform Vol 120 pp 194-204 Altschul S.F., Gish W., Miller W., Myers E.W and Lipman D.J (1990) Basic local alignment search tool J Mol Biol Vol 215 pp 403-410 Conesa A and Götz S (2008) Blast2GO: A Comprehensive Suite for Functional Analysis in Plant Genomics International journal of plant genomics Vol 2008 pp 619832 Diego Segond, Elise Abi Khalil, Christophe Buisson, Nadine Daou, Mireille Kallassy, Didier Lereclus, Paolo Arosio, Fadi Bou-Abdallah Christina Nielsen Le Roux (2014) Iron Acquisition in Bacillus cereus: The Roles of IlsA and Bacillibactin in Exogeneous Ferritin Iron Mobilization PLoS Pathog 10(2): e1003935 doi: 10.1371/journal.ppat.1003935 Demain AL, Fang A (2000) The natural functions of secondary metabolites Adv Biochem Eng Biotechnol 69:1–39 DOI: 10.1007/3-540-44964-7_1 Drake, E J., Cao, J., Qu, J., Shah, M B., Straubinger, R M & Gulick, A M (2007) The 1.8 A˚ crystal structure of PA2412, an MbtH-like protein from the pyoverdine cluster of Pseudomonas aeruginosa J Biol Chem 282, 20425–20434 DOI:https://doi.org/10.1074/jbc.M611833200 Elaine M Aldred BSc (Hons), DC, Lic Ac, Dip Herb Med, Dip CHM Forewords by Charles Buck Kenneth Vall (2009) A Handbook for Complementary Healthcare Professionals Pharmacology Chapter 22; Pages 167-174 Doi: https://doi.org/10.1016/B978-0-44306898-0.00022-0 Erwin L van Dijk, Hélène Auger, Yan Jaszczyszyn, Claude Thermes (2014) Ten years of next-generation sequencing technology Sep;30(9):418-26 doi: 10.1016/j.tig.2014.07.001 Finn R.D., Clements J and Eddy S.R (2011) HMMER web server: interactive sequence similarity searching Nucleic Acids Res Vol 39 pp W29-37 Hart A.J., Ginzburg S., Xu M., Fisher C.R., Rahmatpour N., Mitton J.B., Paul R and Wegrzyn J.L (2020) EnTAP: Bringing faster and smarter functional annotation to nonmodel eukaryotic transcriptomes Molecular Ecology Resources Vol 20 pp 591-604 Himani Khuranaa, Monika Sharmaa, Helianthous Vermab, Bruno Silvester Lopesc, Rup Lald, Ram Krishan Negi (2020) Geneomic insights into the phylogeney of Bacillus strains and elucidation of their secondary metabolic potential Geneomics Volume 112, Issue 5, Pages 3191-3200 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ygeneo.2020.06.005 54 Hikmate Abriouel, Charles M.A.P Franz, Nabil Ben Omar, Antonio Gálvez (2011) Diversity and applications of Bacillus bacteriocins FEMS Microbiology Reviews Volume 35, Issue 1, Pages 201–232 DOI: https://doi.org/10.1111/j.1574-6976.2010.00244.x Keshab Bhattarai, Rina Bastola, Bikash Baral (2020) Chapter Six - Antibiotic drug discovery: Challenges and perspectives in the light of emerging antibiotic resistance Advances in Genetics Volume 105, Pages 229-292 DOI: https://doi.org/10.1016/bs.adgene.2019.12.002 Kanehisa M., Goto S., Hattori M., Aoki-Kinoshita K.F., Itoh M., Kawashima S., Katayama T., Araki M and Hirakawa M (2006) From genomics to chemical genomics: new developments in KEGG Nucleic Acids Res Vol 34 pp D354-D357 Kirstin Scherlach, Christian Hertweck (2006) Discovery of aspoquinolones A-D, prenylated quinoline-2-one alkaloids from Aspergillus nidulans, motivated by genome mining 4(18):3517-20 doi: 10.1039/b607011f Kenneth Todar PhD (2015) Todar's Online Textbook of Bacteriology (page The Geneus Bacillus) Truy cập từ http://textbookofbacteriology.net/Bacillus_4.html Kinya Hotta, Chu-Young Kim, David T Fox and Andrew T Koppisch (2010) Siderophoremediated iron acquisition in Bacillus anthracis and related strains Microbiology 156, 1918–1925 DOI 10.1099/mic.0.039404-0 KristjanBloudoff, T MartinSchmeing (2017) Structural and functional aspects of the nonribosomal peptide synthetase condensation domain superfamily: discovery, dissection and diversity Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics Volume 1865, Issue 11, Part B, November 2017, Pages 1587-1604 Le Ngoc Phuc (2021) Geneome-based analysis for the bioactive potential of streptomyces vietnamensis gim4.0001, isolated from forest soil derived from Vietnam Graduation thesis Vietnam national university of agriculture Lutz G Chavarría M Arias ML Mata-Segreda JF (2006) Microbial degradation of palm (Elaeis guineensis) biodiesel Rev Biol Trop (Int J Trop Biol)54: 59–63 Truy cập từ: https://www.scielo.sa.cr/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S003477442006000100007 Mohamed A Ibrahim, Natalya Griko, Matthew Junker and Lee A Bulla (2010) Bacillus thuringiensis Bioeng Bugs 1(1): 31–50 doi: 10.4161/bbug.1.1.10519 May, J J., Wendrich, T M & Marahiel, M A (2001) The dhb operon of Bacillus subtilis encodes the biosynthetic template for the catecholic siderophore 2,3dihydroxybenzoate-glycine-threonine trimeric ester bacillibactin J Biol Chem 276, 7209–7217 DOI: 10.1074/jbc.M009140200 Malek Zerikly 1, Gregory L Challis (2009) Strategies for the discovery of new natural products by genome mining 10(4):625-33 doi: 10.1002/cbic.200800389 Medema M.H., Blin K., Cimermancic P., de Jager V., Zakrzewski P., Fischbach M.A., Weber T., Takano E and Breitling R (2011) antiSMASH: rapid identification, annotation and analysis of secondary metabolite biosynthesis gene clusters in bacterial and fungal genome sequences Nucleic Acids Res Vol 39 pp W339-W346 Mungan M.D., Alanjary M., Blin K., Weber T., Medema M.H and Ziemert N (2020) ARTS 2.0: feature updates and expansion of the Antibiotic Resistant Target Seeker for comparative genome mining Nucleic Acids Res Vol 48 pp W546-W552 55 Nicholson WL (2002) Roles of Bacillus endospores in the environment Cell Mol Life Sci59: 410–416 DOI: 10.1007/s00018-002-8433-7 Ogata H., Goto S., Sato K., Fujibuchi W., Bono H and Kanehisa M (1999) KEGG: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes Nucleic Acids Res Vol 27 pp 29-34 Priest FG (1993) Systematics and ecology of Bacillus Bacillus Subtilis and Other GramPositive Bacteria (Sonenshein AL Hoch JA Losick R, eds), pp 3–16 American Society for Microbiology, Washington, DC Röttig M., Medema M.H., Blin K., Weber T., Rausch C and Kohlbacher O (2011) NRPSpredictor2 a web server for predicting NRPS adenylation domain specificity Nucleic Acids Res Vol 39 pp W362-367 Sansinenea E, Ortiz A (2011) Secondary metabolites of soil Bacillus spp Biotechnol Lett 33:1523– 1538 DOI: https://doi.org/10.1007/s10529-011-0617-5 Surendra Sarsaiya, Archana Jaina, Jingshan Shi, Jishuang Chen (2021) - Fungi endophytes for biofactory of secondary metabolites: Geneomics and metabolism Biocontrol Agenets and Secondary Metabolites Pages 1-21 DOI: https://doi.org/10.1016/B978-012-822919-4.00001-6 Ngày 13/04/2022 Slepecky R Hemphill E (2006) The genus Bacillus Nonmedical The Prokaryotes, Vol (Dworkin M Falkow S Rosenberg E Schleifer K-H Stackebrandt E, eds), pp 530–562 Springer, New York Truy cập từ: https://discover.libraryhub.jisc.ac.uk/search?ti=Bacillus%20Subtilis%20and%20Other% 20Gram-Positive%20Bacteria Ngày 12/06/2022 Slepecky R Hemphill E (2006) The genus Bacillus Nonmedical The Prokaryotes, Vol (Dworkin M Falkow S Rosenberg E Schleifer K-H Stackebrandt E, eds), pp 530–562 Springer, New York Truy cập từ: https://link.springer.com/referencework/10.1007/0387-30746-X Stein T (2005) Bacillus subtilis antibiotics: structures, syntheses and specific functions Mol Mi- crobiol 56:845–857 Doi: https://doi.org/10.1111/j.1365-2958.2005.04587.x Tripp H.J., Sutton G., White O., Wortman J., Pati A., Mikhailova N., Ovchinnikova G., Payne S.H., Kyrpides N.C and Ivanova N (2015) Toward a standard in structural genome annotation for prokaryotes Standards in genomic sciences Vol 10 pp 45-45 Vu Thi Thuy Tien (2021) Geneome-based analysis for the bioactive potential of streptomyces spectabilis strain yim 121038, isolated from soil in china Graduation thesis Vietnam national university of agriculture Vu Thu Ha (2021) Geneome-based analysis for the bioactive potential of streptomyces gilvosporeus strain f607 Graduation thesis Vietnam national university of agriculture Xin Zhao and Oscar P Kuipers (2016) Identification and classification of known and putative antimicrobial compounds produced by a wide variety of Bacillales species BMC Geneomics Volume 17: 882 DOI: 10.1186/s12864-016-3224-y Weber T., Baumgartner R., Renner C., Marahiel M.A and Holak T.A (2000) Solution structure of PCP, a prototype for the peptidyl carrier domains of modular peptide synthetases Structure Vol pp 407-418 Weber T., Blin K., Duddela S., Krug D., Kim H.U., Bruccoleri R., Lee S.Y., Fischbach M.A., Müller R., Wohlleben W., Breitling R., Takano E and Medema M.H (2015) 56 antiSMASH 3.0-a comprehensive resource for the genome mining of biosynthetic gene clusters Nucleic Acids Res Vol 43 pp W237-243 Weber T., Rausch C., Lopez P., Hoof I., Gaykova V., Huson D.H and Wohlleben W (2009) CLUSEAN: a computer-based framework for the automated analysis of bacterial secondary metabolite biosynthetic gene clusters J Biotechnol Vol 140 pp 13-17 Weber T., Welzel K., Pelzer S., Vente A and Wohlleben W (2003) Exploiting the genetic potential of polyketide producing streptomycetes J Biotechnol Vol 106 pp 221-232 57 PHỤ LỤC Hình bổ sung: Hình phụ Biểu đồ phân loại chức COG Hình phụ Pathway bacillibactin 58 Hình phụ Quá trình sinh học (Biological process) Hình phụ Chức phân tử (Molecular function) Hình phụ Thành phần tế bào (Cellular component) 59 Bảng bổ sung: Bảng Phân bố giá trị e cho trình tự Bacillus pseudomycoides DSM 12442 E-Value (1e-X) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 Hits 322 295 417 391 450 405 388 383 435 432 372 417 438 421 368 500 458 443 410 467 518 473 332 421 421 447 402 489 451 485 500 576 465 540 556 457 478 502 511 512 488 555 525 559 460 E-Value (1e-X) 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 Hits 485 499 468 507 388 424 429 443 471 44 458 460 456 430 389 530 426 372 415 428 434 438 417 423 442 489 400 400 432 424 393 413 392 444 389 376 442 442 388 417 402 403 387 434 366 E-Value (1e-X) 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 Hits 467 438 551 467 424 461 413 412 464 417 394 431 427 359 405 405 405 341 405 338 391 383 388 381 402 338 416 357 360 443 361 364 375 355 355 357 393 425 470 461 445 397 378 342 343 E-Value (1e-X) 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 Hits 294 321 294 314 357 366 322 327 396 393 364 334 339 320 311 286 310 381 326 306 296 303 339 341 354 371 305 297 330 378 397 365 324 372 349 351 379 305 368 353 373 368 60 Bảng bổ sung Số lượng gene chức COG Bacillus pseudomycoides DSM 12442 Mã Giá trị Mô tả J 149 Dịch mã A Xử lý sửa đổi RNA K 371 Phiên mã L 276 Sao chép, tái tổ hợp sửa chữ B Cấu trúc nhiễm sắc động lực học D 39 Kiểm soát chu kỳ tế bào, nguyên phân giảm phân Y Cấu trúc hạt nhân V 155 Cơ chế phòng vệ T 196 Cơ chế truyền tín hiệu M 253 Q trình sinh học thành / màng tế bào N Tính di động tế bào Z Cytoskeleton W Cấu trúc ngoại bào U 40 Vận chuyển tiết nội bào O 114 Sửa đổi sau dịch mã, luân chuyển protein, chaperones C 197 Sản xuất chuyển đổi lượng G 223 Vận chuyển chuyển hóa carbohydrate E 374 Vận chuyển chuyển hóa axit amin F 105 Vận chuyển chuyển hóa nucleotide H 116 Vận chuyển chuyển hóa coenzyme I 123 Vận chuyển chuyển hóa lipid P 217 Vận chuyển chuyển hóa ion vơ Q 83 Các chất chuyển hóa thứ cấp sinh tổng hợp, vận chuyển dị hóa R Chỉ dự đoán chức chung S 1775 Chức khơng xác định X Khơng có COGs 61