Phân tích hệ genome chủng giống streptomyces sp sat1

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH HỆ GENOME CHỦNG GIỐNG Streptomyces sp SAT1 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 Streptomyces sp SAT1 Người thực : Phạm Phương Nam Khóa : K63 Ngành : Cơng nghệ sinh học Giảng viên hướng dẫn : TS Đinh Trường Sơn HÀ NỘI – 2022 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp đại học: “PHÂN TÍCH HỆ GENOME CHỦNG GIỐNG Streptomyces sp SAT1” hoàn thành hướng dẫn giám sát TS Đinh Trường Sơn kết đề tài không khớp với khóa luận khác Dữ liệu kết trình bày báo hồn tồn trung thực khách quan, dựa quan điểm riêng em đề tài Nếu có sai sót, em xin hồn tồn chịu trách nhiệm Trong q trình nghiên cứu thực luận án, em thừa hưởng thành nhà khoa học với lịng kính trọng biết ơn Hà Nội, ngày 27, tháng 07, năm 2022 Sinh viên Phạm Phương Nam i LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Đinh Trường Sơn hỗ trợ tận tình cho em suốt thời gian thực khóa luận hồn thành khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Bộ môn Công nghệ Sinh học Thực vật tạo điều kiện tốt để em hồn thành khóa luận tốt nghiệp Em xin cảm ơn thầy giáo, gia đình bạn bè ln động viên, giúp đỡ em có điều kiện tốt suốt q trình hồn thành luận văn Do thời gian kiến thức có hạn nên khóa luận chắn có hạn chế thiếu sót định Em xin trân trọng ghi nhận nhận xét, đóng góp thầy, giáo bạn sinh viên Nội, ngày 27, tháng 07, năm 2022 Sinh viên Phạm Phương Nam ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG BIỂU v DANH MỤC CÁC HÌNH vi CHỮ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ viii TÓM TẮT ix MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu Streptomyces 1.1.1 Phân loại học 1.1.2 Đặc điểm Streptomyces 1.1.3 Các chất chuyển hóa thứ cấp Streptomyces 1.1.4 Thuốc kháng sinh từ chất chuyển hóa Streptomyces 1.1.5 Giới thiệu herboxidiene 10 1.2 Khai thác gen 11 1.2.1 Vai trò tin sinh học việc khám phá sản phẩm tự nhiên cách khai thác gene 11 1.2.2 Khai thác gen Streptomyces 12 1.3 Giải trình tự gen 14 1.3.1 Mục đích phương pháp giải trình tự gen 15 1.3.2 Một số ứng dụng giải trình tự gen 16 1.4 Về ứng dụng tin sinh học 17 1.4.1 Tin sinh học tác động hệ gen 17 1.4.2 Một số ứng dụng tin sinh học 18 Chương NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 Vật liệu thiết bị nghiên cứu 20 iii 2.1.1 Vật liệu 20 2.1.2 Công cụ nghiên cứu 22 2.2 Nội dung nghiên cứu phương pháp nghiên cứu 23 2.2.1 Nội dung nghiên cứu 23 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu 24 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Phát sinh loài Streptomyces sp SAT1 31 3.2 Dự đốn trình tự gen có Streptomyces sp SAT1 33 3.3 Chú thích gen, phân tích chức Streptomyces sp SAT1 33 3.3.1 Kết thống kê chung 33 3.3.2 Kết thống kê Blast 35 3.3.3 Kết Interproscan 40 3.3.4 Chú thích Gene Ontology (GO) 41 3.3.5 Kết phân tích nhóm GO 43 3.4 Các cụm gen sinh tổng hợp cho chất chuyển hóa thứ cấp Streptomyces sp SAT1 47 3.5 Tiềm sinh tổng hợp herboxidiene chủng Streptomyces sp SAT1 50 3.5.1 Con đường trao đổi chất để sinh tổng hợp herboxidiene chủng Streptomyces chromofuscus ATCC 49982 50 3.5.2 Mức độ tương dồng gen gen sinh tổng hợp herboxidiene chủng Streptomyces chromofuscus ATCC 49982 với chủng Streptomyces sp SAT1 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC 57 iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Danh sách số kháng sinh Streptomyces sp Bảng 1.2 Các nghiên cứu khai thác gen loài Streptomyces 13 Bảng 2.1 Đặc điểm gen Streptomyces sp SAT1 NCBI cung cấp, EZBioCloud 20 Bảng 2.2 Danh sách loài giống chủng Streptomyces liên quan 25 Bảng 3.1 Danh sách Streptomyces sp SAT1 chủng Streptomyces liên quan 31 Bảng 3.2 Thống kê số lượng BLAST Hit Streptomyces sp SAT1 37 Bảng 3.3 Phân bố loài Top- Hit Streptomyces sp SAT1 39 Bảng 3.4 Mức phân bố GO cho Streptomyces sp SAT1 42 Bảng 3.5 Danh sách vùng gen sinh tổng hợp (BGC) chủng Streptomyces sp SAT1 dự đoán antiSMASH 48 v DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Đặc điểm gen Streptomyces sp SAT1 cung cấp EZBioCloud 21 Hình 2.2 Đặc điểm gen Streptomyces sp SAT1 cung cấp ARTS 21 Hình 2.3 Bản đồ tròn Streptomyces sp SAT1 22 Hình 2.4 Sơ đồ minh họa nội dung chung hướng dẫn cho nghiên cứu 23 Hình 3.1 Mối quan hệ Streptomyces sp SAT1 với loài chủng giống Streptomyces 32 Hình 3.2 Tổng quan kết thích chức gen chủng Streptomyces sp SAT1dựa phần mềm BLAST2GO 34 Hình 3.3 Trình tự tương đồng so sánh NCBI chủng Streptomyces sp SAT1 35 Hình 3.4 Phân bố độ tương đồng trình tự 35 Hình 3.5 Biểu đồ phân bố lồi của Streptomyces sp SAT1 36 Hình 3.6 Biểu đồ phân bố loài Top - Hit Streptomyces sp SAT1 38 Hình 3.7 Biểu đồ kết InterProScan Streptomyces sp SAT1 40 Hình 3.8 Biểu đồ mức phân bố GO cho Streptomyces sp SAT1 41 Hình 3.9 Kết phân tích GO nhóm “Q trình sinh học” Streptomyces sp SAT1 43 Hình 3.10 Kết phân tích GO nhóm “Chức phân tử” Streptomyces sp SAT1 45 Hình 3.11 Kết phân tích GO nhóm “Thành phần tế bào” Streptomyces sp SAT1 46 Hình 3.12 Các vùng gen sinh tổng hợp (BGC) chủng Streptomyces sp SAT1 dự đoán antiSMASH 6.1 47 Hình 3.13 Cluster phân tích AntiSMASH 49 Hình 3.14 Cluster phân tích AntiSMASH 50 vi Hình 3.15 Cụm gen sinh tổng hợp herboxidiene Streptomyces chromofuscus ATCC 49982 50 Hình 3.16 Lộ trình trao đổi chất để sinh tổng hợp herboxidiene chủng Streptomyces chromofuscus ATCC 49982 (Shao L cộng sự, 2012) 51 Hình 3.17 Kết Local BLAST trình tự tương đồng gen sinh tổng hợp herboxidiene chủng Streptomyces sp SAT1 52 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 (cơng 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 công 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 lồi 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 Hình 3.9 cho thấy đồ thị thích q trình sinh học (Biological Process) Streptomyces sp SAT1 Có sáu thuật ngữ cấp GO thứ hai gồm: “Vị trí” (Localization), “điều hịa sinh học” (biological regulation), “quá trình tế bào” (cellular process), “đáp ứng với yếu tố kích hoạt” (response to stimulate), “quá trình trao đổi chất” (metabolic process) “điều hồ q trình sinh học” (regulation of biological process) Đối với “quá trình tế bào” (Biological Process): cấp thấp “điều hồ q trình tế bào” (regulation of cellular process, GO: 0050794) có 539 trình tự (17,6%) Đối với nhóm “điều hịa sinh học” (biological regulation), có nhóm nhỏ bao gồm: “điều hịa q trình sinh học” (Regulation of biological, GO: 0050789) có 669 trình tự (21,84%) Đối với “quá trình tế bào” (cellular process), có nhóm nhỏ như: “Trao đổi chất sơ cấp” (primary metabolic, GO: 0044238) có 1746 trình tự (57%) Nhóm “Điều hịa q trình trao đổi chất tế bào” (regulation of cellular process, GO: 0031323) có 448 trình tự (14,63%), “quá trình trao đổi chất hợp chất thơm” (cellular aromatic compound metabolic process, GO: 0006725) có 957 trình tự (31,24%), “q trình chuyển hóa hợp chất nito tế bào” (cellular nitrogen compound metabolic process, GO: 0034641) có 1085 trình tự (35,42,12%), “q trình chuyển hố đại phân tử” (cellular macromolecule metabolic process, GO: 0044260) có 559 trình tự (18,25%), “quá trình sinh tổng hợp tế bào” (cellular biosynthetic process, GO: 0044249) có 1121 trình tự (36,6%), “q trình trao đổi hợp chất dị vòng” (heterocycle metabolic process, GO: 0046483) có 968 trình tự (31,6%), “q trình chuyển hóa acid hữu cơ” (organic acid metabolic process, GO: 0006082) có 348 trình tự (11,36%) 44 Chức phân tử - (Molecular Function) Hình 3.10 Kết phân tích GO nhóm “Chức phân tử” Streptomyces sp SAT1 Hình 3.10 Cho thấy thích cho phân loại chức phân tử Streptomyces sp SAT1 Hai thuật ngữ có màu đậm cấp GO thứ hai hai loại chức phong phú Streptomyces sp SAT1: “hoạt tính xúc tác” (catalytic activity) “gắn” (binding) Ở mức thấp cho thấy thuật ngữ chức khác như: “gắn với hợp chất hữu mạch vịng” (organic cyclic compound binding, GO: 0097159) có 1681 trình tự (39,95%), “liên kết hợp chất dị vòng” (heterocyclic compound binding, GO: 1901363) có 1681 trình tự (39,95%), “hoạt tính chuyển nhóm” (transferase activity, GO: 0016740) có 970 trình tự (23,05%), “hoạt tính oxidoreductase” (oxidoreductase activity, GO: 0016491) có 655 trình tự (15,57%), "hoạt tính thuỷ phân” 45 (hydrolase activity, GO: 0016787) có 966 trình tự (22,96%), “gắn với axit nucleic” (nucleic acid binding, GO: 003676) có 892 trình tự (21,2%), “gắn với DNA” (DNA binding, GO: 0003677) có 726 trình tự (17,25%) Thành phần tế bào – (Cellular Component) Hình 3.11 Kết phân tích GO nhóm “Thành phần tế bào” Streptomyces sp SAT1 Hình 3.11 Cho thấy thích thành phần tế bào Streptomyces sp SAT1 Thuật ngữ cấp GO thứ hai cho biết loại chức phong phú SAT1: “giải phẫu thực thể tế bào” Ở mức thấp cho thấy thuật ngữ chức khác như: “Thực thể giải phẫu tế bào” (cellular anatomical entity, GO: 0110165) có 1934 trình tự (98,67%), “tế bào ngoại vi” (cell periphery, GO: 0071944) có 414 trình tự (21,12%), “màng” (membrane, GO: 0016020) có 1453 trình tự (74,13%), “màng plasma” (plasma membrane, GO: 0005886) có 409 trình tự (20,87%), “thành phần nội màng” (intrinsic 46 component of membrane, GO: 0031224) có 1372 trình tự (70%), “thành phần khơng thể thiếu màng” (integral component of membrane, GO: 0016021) có 1372 trình tự (70%) 3.4 Các cụm gen sinh tổng hợp cho chất chuyển hóa thứ cấp Streptomyces sp SAT1 Hình 3.12 Các vùng gen sinh tổng hợp (BGC) chủng Streptomyces sp SAT1 dự đoán antiSMASH 6.1 Tiến hành phân tích trình tự gen Streptomyces sp SAT1 cách sử dụng công cụ antiSMASH 6.0.1 xác định BGC giả định cho trình sinh tổng hợp hợp chất thứ cấp (Hình 3.12) Các vùng gen sinh tổng hợp chất chuyển hóa thứ cấp giả định tóm tắt bảng 3.5 Kết cho thấy Streptomyces sp SAT1 có nhiều BGC mã hố cho sinh tổng hợp nhiều chất/nhóm chất như: PKS (polyketide synthase) T1PKS, T3PKS, NRPS (enzym tổng hợp peptide không cần ribosome), T1 PKS-NRPS, T3 PKS-NRPS, terpene, bacteriocin, NRPS-bacteriocin, siderophore, ectoine, melanin lassopeptide, lantipeptit, thiopeptide, butyrolactone, phosphoglycolipid vùng khác 47 Bảng 3.5 Danh sách vùng gen sinh tổng hợp (BGC) chủng Streptomyces sp SAT1 dự đoán antiSMASH Cluster Size (bp) Most similar known biosynthetic cluster MIBiG BGC-ID 33,336 39,684 42,599 42,185 48,786 stenothricin (6%) cinnabaramide A (13%) bacillibactin (100%) A54145 (6%) BGC0000431 BGC0000971 BGC0001185 23,283 herboxidiene (6%) BGC0001065 11,395 - 22,628 informatipeptin (71%) 36,725 - 74,451 50,554 46,348 89,144 98,558 100,388 scabichelin (40%) isorenieratenei (85%) Nataxazole (70%) bafilomycin B1 (94%) coelichelin (100%) BGC0000423 BGC0000664 19,046 19,356 19,825 25,917 21,275 oxalomycin B (9%) albaflavenone (100%) geosmin (100%) Hopene (92%) 2-methylisoborneol (100%) BGC0001106 BGC0000660 BGC0001181 BGC0000663 BGC0000658 41,059 72,519 herboxidiene (7%) spore pigment (83%) BGC0001065 BGC0000271 10,957 10,405 10,549 9,886 13,188 29,123 sceliphrolactam (12%) ectoine (100%) Melanin (60%) ficellomycin (3%) teichomycin (83%) BGC0001770 BGC0000853 BGC0000909 BGC0001593 NRPS 12 21 25 27 RiPP 16 22 24 hybrid 15 20 26 terpenne 13 17 19 28 PKS 11 other 10 14 18 23 BGC0000291 BGC0000518 BGC0001213 BGC0000028 BGC0000325 BGC0001395 48 Trong số 28 BGC có Streptomyces sp SAT1, 23 BGC có mức độ tương đồng với BGC biết Có vùng BGC khơng tìm thấy vùng gen tương đồng Trong có cụm gen độ tương đồng cao lên đến 100% với BGC biết cho thấy khả sinh tổng hợp nhiều chất chuyển hóa thứ cấp có đặc tính sinh học bacillibactin, geosin, albaflavenone, ectoine, coelichelin 2methyllisoborneol Ngồi cịn có BGC sinh tổng hợp chất chuyển hóa có độ tương dồng cao informatipeptin (71%), isorenieratenei (85%), Nataxazole (70%), bafilomycin B1 (94%), Hopene (92%), spore pigment (83%), teichomycin (83%) Một số BGC sinh tổng hợp chất chuyển hóa có mức độ tương đồng trung bình thấp khác Hình 3.13 Cluster phân tích AntiSMASH Cluster từ vị trí từ đến 23.284 với 23.283 kbp (Hình 3.13) Cluster mã hoá cho sinh tổng hợp lanthipeptide-class-i, gần giống với cụm gen sinh tổng hợp herboxidiene từ Streptomyces chromofuscus ATCC 49982 (6%) (Hình 13) Cluster có tổng số 22 gen bao gồm gen cốt lõi, gen bổ sung, gen điều hòa 15 gen khác 49 Hình 3.14 Cluster phân tích AntiSMASH Cluster có vị trí từ 922,781 đến 963,839 với 41.059 kbp (Hình 3.14) Cluster mã hố cho T3PKS gần giống với cụm gen sinh tổng hợp herboxidiene từ Streptomyces chromofuscus ATCC 49982 (7%) (Hình 3.14) Cluster có tổng số 40 gen bao gồm gen cốt lõi, 10 gen bổ sung, gen liên quan đến vận chuyển, gen điều hòa 26 gen khác 3.5 Tiềm sinh tổng hợp herboxidiene chủng Streptomyces sp SAT1 3.5.1 Con đường trao đổi chất để sinh tổng hợp herboxidiene chủng Streptomyces chromofuscus ATCC 49982 Hình 3.15 Cụm gen sinh tổng hợp herboxidiene Streptomyces chromofuscus ATCC 49982 50 Cụm gen sinh tổng hợp herboxidiene từ Streptomyces chromofuscus ATCC 49982 bao gồm 96 gene cụ thể là: gene lõi, 19 gene bổ sung, 13 gene liên quan đến vận chuyển, gene điều hịa, 51 gene khác Trong có gene liên quan đến sinh tổng hợp herboxidiene gồm: Hera, Herb, Herc, Herd, Here, Herf, Herg Hình 3.16 Lộ trình trao đổi chất để sinh tổng hợp herboxidiene chủng Streptomyces chromofuscus ATCC 49982 (Shao L cộng sự, 2012) Trong trình sinh tổng hợp hợp herboxidiene từ chủng Streptomyces chromofuscus ATCC 49982, vùng mã hóa nonaketide (herA thành -G) ba loại enzyme bao gồm epoxidase, methyltransferase cytochrome P450 hydroxylase Trong số bảy gen sinh tổng hợp herboxidiene, herB, herC, herD mã hóa PKS loại I đa mô-đun bao gồm mô-đun truyền tải tám mô-đun mở rộng Các miền ketosynthase (KS), acyltransferase (AT) chất mang acyl miền protein (ACP) cần thiết cho kéo dài chuỗi có tất môđun mở rộng Ketoreductase (KR), dehydra tase (DH) enoyl reductase (ER) tìm thấy AT ACP 51 Trong lộ trình sinh tổng hợp herboxidiene, miền KSQ dùng để decarboxylate metylmalonyl-ACP tạo propionyl-ACP, sau sử dụng làm đơn vị khởi động để bắt đầu kéo dài Ba gen (herE, herF herG) mã hóa enzym điều chỉnh sau PKS tìm thấy vùng phía sau gen PKS HerF O-methyl transferase giả định, có khả methyl hóa 17-OH HerG có tỷ lệ đồng 50% so với cytochrome P450 monooxygenase Một gen điều hịa giả định, herA, nằm vùng phía trước sáu gen sinh tổng hợp, đề xuất tham gia vào trình sinh tổng hợp herboxidiene quan điều hịa đường cụ thể Khơng có gen vận chuyển diện cụm gen vùng bên (Shao L cộng sự, 2012) Như vậy, để tìm hiểu xem tiềm chủng Streptomyces sp SAT1 có khả sinh tổng hợp herboxidiene hay khơng, khố luận so sánh tồn gen Hera, Herb, Herc, Herd, Here, Herf, Herg có đường sinh tổng hợp chất xạ khuẩn Streptomyces chromofuscus ATCC 49982 3.5.2 Mức độ tương dồng gen gen sinh tổng hợp herboxidiene chủng Streptomyces chromofuscus ATCC 49982 với chủng Streptomyces sp SAT1 Hình 3.17 Kết Local BLAST trình tự tương đồng gen sinh tổng hợp herboxidiene chủng Streptomyces sp SAT1 52 Hình 3.17 cho thấy số liệu cụ thể sau local blast với trình tự nucleotide gene Streptomyces sp SAT1, tất gene chủng Streptomyces sp SAT1 có tỷ lệ tương đồng cao với gene chủng Streptomyces chromofuscus ATCC 49982, thấp với trình tự gene herE (68,98%) cao trình tự gene herF (83,75%) Số lượng hit gene chủng Streptomyces sp SAT1 so với chủng Streptomyces chromofuscus ATCC 49982 gene herB, herC, herD giống cao với 20 lượt hit, gene có lượt hit thấp là: gen herG với 12 lượt hit, gen herA với lượt hit, gen herF với lượt gen herE với lượt hit Các kết chứng tỏ chủng xạ khuẩn Streptomyces sp SAT1 có đủ trình tự mã hố cho protein đường sinh tổng hợp herboxidiene Điều cho phép đặt giả thuyết chủng Streptomyces sp SAT1 có khả sinh tổng hợp herboxidiene 53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Từ trình tự hệ gen chủng xạ khuẩn Streptomyces sp SAT1 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 xạ khuẩn Streptomyces sp SAT1 có 6389 gen theo dự đốn cơng cụ GeneMark Hầu hết gen hệ genome chủng có mức độ tương đồng cao so với chủng thuộc chi Streptomyces Hàm lượng G + C trung bình 10 chủng giống cao, 70% Streptomyces sp SAT1 có hàm lượng G + C cao với 73,2% Vị trí phân loại chủng Streptomyces sp SAT1 phân nhóm với loài Streptomyces họ hàng Kết cho thấy Streptomyces sp SAT1 có liên quan chặt chẽ với Streptomyces seoulensis Streptomyces dangxiongensis Hệ gen xạ khuẩn Streptomyces sp SAT1 phân tích GO với 15 cấp độ Trong nhóm GO “Q trình sinh học” phân bố rộng rãi có 3062 trình tự với 13 cấp độ Nhóm “Chức phân tử” có 4208 trình tự với mức độ GO 10 cấp (từ cấp – 11) Nhỏ “Thành phần tế bào” với cấp độ GO từ cấp độ cấp độ 10 với 1960 trình tự Chủng Streptomyces sp SAT1 có 28 BGC giả định cho q trình sinh tổng hợp hợp chất thứ cấp Trong có cụm gen độ tương đồng cao lên đến 100% với BGC biết cho thấy khả sinh tổng hợp nhiều chất chuyển hóa thứ cấp có đặc tính sinh học bacillibactin, geosin, albaflavenone, ectoine, coelichelin 2-methyllisoborneol Kết Local BLAST trình tự tương đồng gen sinh tổng hợp herboxidiene chủng Streptomyces sp SAT1 cho thấy chủng có đủ gen tham gia vào trình sinh tổng hợp herboxidiene Kiến nghị Cần tiếp tục tìm kiếm phân tích đường sinh tổng hợp hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học khác chủng Streptomyces sp SAT1 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO Aigle B., Lautru S., Spiteller D., Dickschat J.S., Challis G.L., Leblond P and Pernodet J.L (2014) Genome mining of Streptomyces ambofaciens J Ind Microbiol Biotechnol Vol 41 pp 251-263 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 Aminov R.I (2009) The role of antibiotics and antibiotic resistance in nature Environ Microbiol Vol 11 pp 2970-2988 Anderson A.S and Wellington E.M (2001) The taxonomy of Streptomyces and related genera Int J Syst Evol Microbiol Vol 51 pp 797-814 Aparicio G., Gưtz S., Conesa A., Segrelles D., Blanquer I., García J.M., Hernandez V., Robles M and Talon M (2006) Blast2GO goes grid: developing a gridenabled prototype for functional genomics analysis Stud Health Technol Inform Vol 120 pp 194-204 Blin K., Shaw S., Steinke K., Villebro R., Ziemert N., Lee S.Y., Medema M.H and Weber T (2019) antiSMASH 5.0: updates to the secondary metabolite genome mining pipeline Nucleic Acids Res Vol 47 pp W81-W87 Braña A.F., Fiedler H.-P., Nava H., González V., Sarmiento-Vizcno A., Molina A., Aca J.L., García L.A and Blanco G (2015) Two Streptomyces Species Producing Antibiotic, Antitumor, and Anti-Inflammatory Compounds Are Widespread Among Intertidal Macroalgae and Deep-Sea Coral Reef Invertebrates from the Central Cantabrian Sea Microbial Ecology Vol 69 pp 512-524 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 Chen L., Lai Y.-M., Yang Y.-L and Zhao X (2016) Genome mining reveals the biosynthetic potential of the marine-derived strain Streptomyces marokkonensis M10 Synthetic and Systems Biotechnology Vol pp 56-65 Durand G.A., Raoult D and Dubourg G (2019) Antibiotic discovery: history, methods and perspectives International Journal of Antimicrobial Agents Vol 53 pp 371-382 Dyson P (2009) Streptomyces In Encyclopedia of Microbiology (Third Edition) (Schaechter, M ed Oxford: Academic Press, pp 318-332 Finking R and Marahiel M.A (2004) Biosynthesis of nonribosomal peptides1 Annu Rev Microbiol Vol 58 pp 453-488 Hamdi B and Mohamed H (2018) Streptomyces Secondary Metabolites, pp 99-122 Harrison J and Studholme D.J (2014) Recently published Streptomyces genome sequences Microbial biotechnology Vol pp 373-380 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 non-model eukaryotic transcriptomes Molecular Ecology Resources Vol 20 pp 591604 Kämpfer P (2006) The Family Streptomycetaceae, Part I: Taxonomy Vol pp 538- 604 55 Komaki H., Ichikawa N., Hosoyama A., Fujita N and Igarashi Y (2015) Draft Genome Sequence of Streptomyces sp TP-A0356, a Producer of Yatakemycin Genome Announc Vol Pp Lei Shao, Jiachen Zi, Jia Zeng, and Jixun Zhan (2015) Identification of the Herboxidiene Biosynthetic Gene Cluster in Streptomyces chromofuscus ATCC 49982 Joumals.ASM.org L.ShantikumarSingh, Baruah I and Bora T.C (2006) Actinomycetes of Loktak Habitat: Isolation and Screening for Antimicrobial Activities Biotechnology(faisalabad) Vol pp 217-221 Martinez J.L., Fajardo A., Garmendia L., Hernandez A., Linares J.F., Martínez-Solano L and Sánchez M.B (2009) A global view of antibiotic resistance FEMS Microbiol Rev Vol 33 pp 44-65 Sharma A (1999) Streptomyces In Encyclopedia of Food Microbiology (Robinson, R.K ed Oxford: Elsevier, pp 2134-2138 Shirling E.B and Gottlieb D (1972) Cooperative Description of Type Strains of Streptomyces V: Additional descriptions Int J Syst Evol Microbiol Vol 22 pp 265-394 Stulberg E.R., Lozano G.L., Morin J.B., Park H., Baraban E.G., Mlot C., Heffelfinger C., Phillips G.M., Rush J.S., Phillips A.J., Broderick N.A., Thomas M.G., Stabb E.V and Handelsman J (2016) Genomic and Secondary Metabolite Analyses of Streptomyces sp 2AW Provide Insight into the Evolution of the Cycloheximide Pathway Front Microbiol Vol pp 573 Uchida K and Seino A (1997) Intra- and Intergeneric Relationships of Various Actinomycete Strains Based on the Acyl Types of the Muramyl Residue in Cell Wall Peptidoglycans Examined in a Glycolate Test Int J Syst Evol Microbiol Vol 47 pp 182-190 Undabarrena A., Ugalde J.A., Seeger M and Cámara B (2017) Genomic data mining of the marine actinobacteria Streptomyces sp H-KF8 unveils insights into multi-stress related genes and metabolic pathways involved in antimicrobial synthesis PeerJ Vol pp e2912-e2912 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 Wink J., Mohammadipanah F and Hamedi J (2017) Biology and Biotechnology of Actinobacteria Yagüe P., López-García M.T., Rioseras B., Sánchez J and Manteca A (2013) Presporulation stages of Streptomyces differentiation: state-of-the-art and future perspectives FEMS Microbiol Lett Vol 342 pp 79-88 Zerikly M and Challis G.L (2009) Strategies for the discovery of new natural products by genome mining Chembiochem Vol 10 pp 625-633 Zhu D., Seo M.J., Ikeda H and Cane D.E (2011) Genome mining in streptomyces Discovery of an unprecedented P450-catalyzed oxidative rearrangement that is the final step in the biosynthesis of pentalenolactone J Am Chem Soc Vol 133 pp 2128-2131 56 PHỤ LỤC Bảng Số lượng gen thuộc loại chức COG Streptomyces sp SAT1 Mã số Giá trị Mô tả J A 181 Dịch mã Xử lý sửa đổi RNA K L 595 208 Phiên mã Sao chép, tái tổ hợp sửa chữa B Cấu trúc nhiễm sắc động lực học D Y 33 Kiểm soát chu kỳ tế bào, nguyên phân meiosis Cấu trúc hạt nhân V 105 Cơ chế phòng vệ T M 321 202 Cơ chế truyền tín hiệu Quá trình sinh học thành tế bào / màng N Tính di động tế bào Z W Cytoskeleton Cấu trúc ngoại bào U O 38 158 Vận chuyển nội bào tiết Sửa đổi sau vận chuyển , luân chuyển protein, chaperones C 305 Sản xuất chuyển đổi lượng G E 388 389 Vận chuyển chuyển hóa carbohydrate Vận chuyển chuyển hóa axit amin F 112 Vận chuyển chuyển hóa nucleotide H I 154 160 Vận chuyển chuyển hóa coenzyme Vận chuyển chuyển hóa lipid P Q 262 156 Vận chuyển chuyển hóa ion vơ Các chất chuyển hóa thứ cấp sinh tổng hợp, vận chuyển dị hóa R S X 2150 Chỉ dự đốn chức chung Chức khơng xác định Khơng có COGs 57 Hình: Mã màu cho chức gen 58