Phân tích gen ftsZ - xác định vật chủ sản xuất hợp chất tự nhiên onnamide từ theonella swinhoei

Mục tiêu nghiên cứu bài viết nhằm xác định vật chủ sản xuất hợp chất tự nhiên onnamide từ Theonella swinhoei căn cứ trên kết quả phân tích gen ftsZ. Phương pháp: khuếch đại gen ftsZ từ ADN toàn phần của T. swinhoei bằng cặp mồi đặc hiệu, giải trình tự và phân tích bằng chương trình BLAST và BioEdit - ClustalW.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích gen ftsZ - xác định vật chủ sản xuất hợp chất tự nhiên onnamide từ theonella swinhoeiTẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 4-2016PHÂN TÍCH GEN ftsZ - XÁC ĐỊNH VẬT CHỦ SẢN XUẤTHỢP CHẤT TỰ NHIÊN ONNAMIDE TỪ THEONELLA SWINHOEINguyễn Tú Anh*TÓM TẮTMục tiêu: xác định v t chủ sản xuất hợp chất tự nhiên onnamide từ Theonella swinhoei căncứ trên kết quả phân tích gen ftsZ. Phương pháp: khuếch đại gen ftsZ từ ADN toàn phần củaT. swinhoei bằng cặp mồi đặc hiệu, giải trình tự và phân tích bằng chương trình BLAST vàBioEdit - ClustalW. Kết quả: phân tích trình tự nucleotid các ftsZ từ ADN toàn phần củaT. swinhoei cho thấy có độ tương đồng từ 56 - 58% với gen ftsZ của loài Dehalococcoidesethenogenes thuộc ngành Chloroflexi. Trình tự các gen ftsZ phân l p được có độ tương đồngcao với nhau ( 96%), nhưng không giống nhau hoàn toàn. Kết luận: kết quả này đã đặt ra giảthuyết có nhi u biến thể gen ftsZ từ những chủng vi khuẩn (VK) cộng sinh khác nhau để giảithích hiện tượng tìm thấy nhi u hợp chất thuộc họ onnamide từ T. swinhoei.* Từ khóa: Theonella swinhoei; Onnamide; Gen ftsZ, Chloroflexi; Vi sinh v t cộng sinh.Determination of the Producer of Onnamides from the TheonellaSwinhoei Based on the ftsZ GeneSummaryObjectives: To determine the producer of onnamides from the Theonella swinhoei based onthe ftsZ gene. Methods: Amplify the ftsZ gene from the metagenomic DNA of T. swinhoei usingthe specific primers. These PCR products were sent for sequencing and analyzed applying BLASTand BioEdit - ClustalW. Results: Nucleotide sequence analysis showed that the amplicons fromthe metagenomic DNA of T. swinhoei had the identity ranging from 56 to 58% with the ftsZ ofDehalococcoides ethenogenes, a member of the phylum Chloroflexi. These cloned FtsZ ampliconsshared high but not complete identities ( 96%). Conclusion: These results demonstrate theexistence of multiple closely related ftsZ variants inside the metagenomic DNA of T. swinhoei.This might explain the presence of closely related onnamide variants, which could belong todistinct, diversified strains.* Key words: Theonella swinhoei; Onnamide; ftsZ gene; Chloroflexi; Symbiontic bacteria.ĐẶT VẤN ĐỀSinh v t biển, trong đó có Theonellaswinhoei, là nguồn cung cấp phong phúcác hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinhhọc cao. Mặc dù v y, v t chủ th t sựsản xuất những hợp chất này lại đượccho là các VK cộng sinh với chúng. Giảthuyết cộng sinh được đ xuất do côngthức hóa học của các chất từ sinh v tbiển và từ một số VK tương tự nhau [1, 2].* Đại học Y Dược TP. Hồ Chí MinhNgười phản hồi (Corresponding): Nguyễn Tú Anh (nguyentuanhvn@gmail.com)Ngày nhận bài: 01/02/2016; Ngày phản biện đánh giá bài báo: 08/03/2016Ngày bài báo được đăng: 21/03/201640TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 4-2016Do VK cộng sinh rất khó nuôi cấy trongkhuẩn, kháng virut, đặc biệt có độc tínhđi u kiện phòng thí nghiệm, nên kỹ thu ttrên một số dòng tế bào ung thư ở ngưỡngsinh học phân tử phân tích hệ gen toànpicomolar [4]. Vì v y, để hiểu rõ con đườngphần, bao gồm ADN của sinh v t biển vàsinh tổng hợp onnamide trong tự nhiên,ADN của hệ VK cộng sinh được áp d ng.hệ gen toàn phần của T. swinhoei ~ 32 GbpMột ví dđiển hình, bằng kỹ thu t này,đã được chiết tách. Khi phân l p gen PKS-v t chủ sản xuất hợp chất polyketid pederinNRPS (polyketide synthetase - nonribosomalđược xác định chính là VK Pseudomonaspeptide synthetase) chịu trách nhiệm sinhsống cộng sinh với loài kiến ba khoangtổng hợp onnamide cũng đã bộc lộ đượcPaederus fulcipes [3].gen không phải onn - gen ftsZ nằm li n k .Từ T. swinhoei, 22 loại onnamide thuộcPhân tích trình tự nucleotid của ftsZnhóm hợp chất polyketide - nonribosomalgiúp có nh n định vpeptide (PK-NRP) họ pederin được tìm thấyonnamide cũng như sự đa dạng của(hình 1). Onnamide có hoạt tính khángnhóm hợp chất onnamide từ T. swinhoei.Onnamide FTheopederin Dv t chủ sản xuấtTheopederin ETheopederin FHình 1: Một số hợp chất nhóm onnamide từ Theonella swinhoei.41TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 4-2016VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁPNGHIÊN CỨUcùng 3’-T bằng cách bổ sung dTTP theo* ADN toàn phần của T. swinhoei:đã cắt bằng EcoRV; 2 µl buffer 10 XT. swinhoei (đảo Hachijo-jima, Nh t Bản)ThermoPol; 0,5 µl dTTP 100 mM; 2 µl Taqđược dùng để chiết tách ADN toàn phầntheo quy trình được Piel và CS mô tả [3].* Khuếch đại gen ftsZ:Dựa trên trình tự gen ftsZ phân l pđược ~ 883 bp, thiết kế cặp mồi đặc hiệugồm mồi xuôi 5’ CGC TGC GAC GTACCC AAC C 3’ và mồi ngược 5’ CGTCAT CGG ACA TAG GCG TAA C 3’.Thành phần phản ứng PCR khuếch đạigen ftsZ gồm 2, 5 µl buffer 10 X ThermoPol;0,5 µl dNTPs 10 mM; 0,25 µl BSA 100 X;0,25 µl mồi xuôi 50 µM; 0,25 µl mồi ngược50 µM; 0,125 µl Hot-start polymerase; 0,5µl ADN toàn phần; nước cất vừa đủ 25 µl.Chương trình phản ứng PCR gồm 35 chuk : biến tính ADN ở 95oC/30 giây, bắt cặpmồi ở 62oC/60 giây, kéo dài ở 72oC/60 g ...