Neue taxonomische Aspekte in der myxobakteriellen Gattung Sorangium

Wolf, Corinna

Myxobakterien zählen, neben den Actinobakterien, zu den Hauptlieferanten biologisch aktiver Sekundärmetabolite. Insbesondere die Gattung Sorangium produziert eine Vielzahl an unterschiedlichen Naturstoffen, darunter das, in Form des Derivats Ixabepilon in der Medizin gegen Brustkrebs angewandte, Epothilon. Seit den 1970er Jahren hält sich die Hypothese, dass sich die einzige, validierte Spezies innerhalb dieser Gattung, Sorangium cellulosum, in mehrere, distinkte Spezies unterteilen lässt. Um eine solche Unterteilung zu untermauern, wurde in dieser Arbeit ein polyphasischer Ansatz angewendet. Für die taxomische Kategorisierung der Mitglieder der Gattung Sorangium, wurden phenotypische, genotypische und chemotypische Merkmale analysiert. Hierfür wurden 72, aus der Stammsammlung des Helmholtz Zentrums für Infektionsforschung randomisiert entnommene Stämme, sowie der validierte Typstamm der Art S. cellulosum, Soce 1871, verwendet. Nach der Erstellung von phylogenetischen Stammbäumen auf Basis des 16S rRNA-Gens, eines Zellulase-Gens sowie eines Chaperon-Gens, konnten die Stämme insgesamt 15 definierten Kladen zugeordnet werden. Die durchgeführte MALDI-TOF/MS Analyse mit dem daraus entstandenen Dendrogramm spiegelte nur bedingt die Kladenbildung der phylogenetischen Stammbäume wieder, wohingegen eine Untersuchung der Enzymaktivität die Abgrenzung der Kladen zueinander bestätigte. Eine Einteilung der Stämme aufgrund der morphologischen Eigenschaften wie Kolonie- und Fruchtkörperfärbung konnte ausgeschlossen werden. Es wurde für jede Klade ein Typstamm bestimmt, welcher möglichst viele Merkmale der Stämme innerhalb der jeweiligen Klade wiederspiegelte. Mit den ausgewählten, putativen Typstämmen wurde eine DNA-DNA-Hybridisierung gegen den Typstamm Soce 1871 durchgeführt. Für die weitere Charakterisierung der Stämme wurden ebenfalls die Fettsäure- und Phospholipidmuster analysiert. Zusätzlich wurde bestimmt, welche bekannten, biologisch aktiven Sekundärmetabolite diese Stämme produzieren. Das Set an den ausgewählten, unterschiedlichen Methoden bot ausreichende Belege, dass es sich bei den putativen Typstämmen um unterschiedliche Spezies handelt. Bei den grenzwertigen Ergebnissen bezogen auf die Stämme Soce 1014, Soce 1078, Soce 1128 und Soce 1335 müssen weitere Methoden, wie das automatische Ribotyping mittels Riboprinter, oder die, auf der Vollgenomsequenz basierende, Analyse der durchschnittlichen Nukleotidsequenz, die Artzugehörigkeit bestätigen.

Myxobacteria are, next to Actinobacteria, the main producers of biological active secondary metabolites. Members of the genus Sorangium produce a large spectra of different natural products, like epothilones. The epothilone derivate ixabepilone is used in medicine against different types of breast cancer. Since the 1970’s, the hypothesis exists, that the genus Sorangium can be spread in different, distinct species next to the existing and validated species S. cellulosum. To substantiate this hypothesis, this work includes a polyphasic approach. For the taxonomic categorisation of the genus Sorangium, phenotypic, genotypic and chemotypic markers were analysed. Therefore, 72 randomised collected strains from the strain collection of the Helmholtz Center for Infection Research and the validated type strain Soce 1871 were used. After the creation of phylogenetic trees referring to the sequences of the 16S rRNA Gene, the cellulase gene and a chaperon gene, the strains were seperated in 15 clades. On the one hand, the dendrogram of an implemented MALDI-TOF/MS analysis didn’t match completely with the division of the phylogenetic trees. On the other hand, the analysis of the enzymatic activities confirmed the demarcation of the clades to each other. Furthermore, a classification based on the colour of the fruiting bodies an colonies was not possible. A putative type strain for each clade was defined, which showed most of the characteritics typically of its clade. These potential type strains were used for DNA-DNA-hybrisidation against the type strain Soce 1871. Additionally, the pattern of the phospholipids and the fatty acid were analysed. Also the individual composition of biologicalle active secondary metabolites for each strain were determined. In the end, the set of different methods gave instance of the spreading of S. cellulosum in different species. The border strains Soce 1014, Soce 1078, Soce 1128 and Soce 1335 need to be analysed with supplementally methods like automatically ribotyping via Riboprinter®. Also determining of the average nucleotid identity, based on the full genome sequence, could be an useful method to finally clarify the relationships between the strains.

Vorschau

Zitieren

Zitierform:

Wolf, Corinna: Neue taxonomische Aspekte in der myxobakteriellen Gattung Sorangium. 2018.

Zugriffsstatistik

Gesamt:
Volltextzugriffe:
Metadatenansicht:
12 Monate:
Volltextzugriffe:
Metadatenansicht:

Details anzeigen

Rechte

Nutzung und Vervielfältigung:
Alle Rechte vorbehalten

Export