Whole-genome sequencing-based characterization of Streptomyces sp. 6(4) : focus on natural product

We have sequenced the whole genome of Streptomyces sp. 6(4) isolated from tomato roots that presents antifungal activity against phytopathogenic fungi, mainly Bipolaris sorokiniana. The genome has almost 7Mb and 3368 hypothetical proteins that were analysed and characterized in Uniprot with the emphasis on biological compounds. Multilocus sequence typing (MLST) analyses were performed in an effort to characterize and identify this isolate, resulting in a new sequence type (ST), classified as ST64. Phenetic and phylogenetic trees were constructed to investigate Streptomyces sp. 6(4) evolution and sequence similarity, and the isolate is a strain closer to Streptomyces prasinus and Streptomyces viridosporus. It is known that the genus Streptomyces possess huge metabolic capacity with the presence of cryptic genes. These genes are usually present in clusters, which are responsible for the production of diverse natural products, mainly antibiotics. In addition, 6(4) showed 11 biosynthetic gene clusters through antiSMASH, including 3 polyketide synthase (PKS) and non-ribosomal peptide synthase (NRPS) type clusters

Efeito da modificação do meio de cultivo frente à produção de compostos antimicrobianos por Streptomyces sp. oriundo de solo antártico

A grande preocupação com a ascensão da resistência a antimicrobianos levou a Organização Mundial da Saúde a liberar em 2014 um relatório com dados coletados de todas as regiões do mundo sobre a problemática da disseminação de micro-organismos resistentes a antimicrobianos, estimando que no ano de 2050, 10 milhões de óbitos serão atribuídos à resistência a antimicrobianos. Apesar de ter havido um drástico declínio na produção de antibióticos a partir da década de 1980, a descoberta, a partir de análises moleculares e genéticas, de que todo o potencial para produção de compostos bioativos ainda não foi totalmente explorado renovou o interesse em caracterizar novos compostos com atividade antimicrobiana. A abordagem de modificar o meio de cultivo para alterar o perfil de produção de metabólitos secundários pode ser uma forma eficiente e barata para se obter novos compostos antimicrobianos. Além disso, o isolamento de micro-organismos habitantes de regiões e ambientes inóspitos pode ser uma nova fonte de compostos microbianos ainda não caracterizados, e isso se deve à capacidade metabólica diferenciada destes micro-organismos, forjada pela seleção natural de espécies mais aptas a tais ambientes. Com isso, o presente trabalho se propôs a fazer uma avaliação da produção de compostos antimicrobianos de quinze isolados de Streptomyces provenientes do solo antártico, frente aos isolados de Candida sp., Escherichia coli e Klebsiella pneumoniae. Para tanto, foram realizadas alterações na composição dos meios de cultivo Agar Amido Caseína, Czapek-DOX e GYM, adicionando a esses meios diferentes concentrações de sulfato de cobre, sulfato de ferro, sulfato de magnésio e cloreto de sódio. Para fazer essa avaliação foi realizado primeiramente um ensaio para determinar as concentrações máximas toleradas pelos isolados de Streptomyces frente a essas substâncias. Posteriormente as concentrações obtidas foram adicionadas aos meios de cultivo e foi realizado o ensaio da dupla-camada para verificar a atividade antimicrobiana dos isolados tanto no meio controle quanto no meio modificado. Nos meios de cultivo controle somente os isolados 12 e 43 apresentaram atividade antimicrobiana, e apenas contra o isolado de Candida sp. A adição das substâncias modificou consideravelmente o perfil de produção dos isolados, visto que apenas três deles não apresentaram atividade antimicrobiana após as alterações dos meios de cultivo. Pode-se observar que os isolados de Streptomyces têm potencial para produção de compostos antimicrobianos e foi possível observar que as alterações dos meios de cultivo tiveram efeito no perfil de produção de metabólitos secundários destes isolados frente aos micro-organismos teste.The great concern regarding the ascension of antimicrobial resistance led the World Health Organization to release, in 2014, a full report with data collected from all over the world about the microbial-resistant dissemination, estimating that, by the year of 2050, 10 million deaths will be attributed to infections caused by antimicrobial-resistant microorganisms. Although the drastic decline in antibiotics production started by the decade of 1980, the discovery of the unexplored potential of microorganisms to produce bioactive metabolites by applying novel molecular and genetic analysis has renewed the interest in search of novel compounds. Modifying the culture medium to shift the secondary metabolic profile produced by microorganisms is considered to be an efficient and low-cost approach to discover novel antimicrobial compounds. In addition, the isolation of microorganisms from extreme environment can serve as a new source of uncharacterized bioactive compounds due to their metabolic capacity. Therefore, the present study aims to evaluate the effect of medium composition modification on antimicrobial production from antartic-soil Streptomyces isolates. To access the antimicrobial activity, the double-layer assay was used on Starch-Casein agar, Czapek-Dox and GYM media, and fifteen isolates were tested against Candida sp., Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae isolates. The Maximum Tolerated Concentration assay was used to determine the maximum concentration of the substances sodium chlorite, copper sulfate, ferrous sulfate and magnesium sulfate tolerated by the Streptomyces isolates. The obtained concentrations were applied into the media and the antimicrobial activity was determined again. On the control media, only the isolates 12 e 43 showed antimicrobial activity, and only against the Candida sp.strain. The addition of the different substances considerably modified the production profile of the isolates, whereas only three isolates did not show any activity on the modified media

Efeito da modificação do meio de cultivo frente à produção de compostos antimicrobianos por Streptomyces sp. oriundo de solo antártico

A grande preocupação com a ascensão da resistência a antimicrobianos levou a Organização Mundial da Saúde a liberar em 2014 um relatório com dados coletados de todas as regiões do mundo sobre a problemática da disseminação de micro-organismos resistentes a antimicrobianos, estimando que no ano de 2050, 10 milhões de óbitos serão atribuídos à resistência a antimicrobianos. Apesar de ter havido um drástico declínio na produção de antibióticos a partir da década de 1980, a descoberta, a partir de análises moleculares e genéticas, de que todo o potencial para produção de compostos bioativos ainda não foi totalmente explorado renovou o interesse em caracterizar novos compostos com atividade antimicrobiana. A abordagem de modificar o meio de cultivo para alterar o perfil de produção de metabólitos secundários pode ser uma forma eficiente e barata para se obter novos compostos antimicrobianos. Além disso, o isolamento de micro-organismos habitantes de regiões e ambientes inóspitos pode ser uma nova fonte de compostos microbianos ainda não caracterizados, e isso se deve à capacidade metabólica diferenciada destes micro-organismos, forjada pela seleção natural de espécies mais aptas a tais ambientes. Com isso, o presente trabalho se propôs a fazer uma avaliação da produção de compostos antimicrobianos de quinze isolados de Streptomyces provenientes do solo antártico, frente aos isolados de Candida sp., Escherichia coli e Klebsiella pneumoniae. Para tanto, foram realizadas alterações na composição dos meios de cultivo Agar Amido Caseína, Czapek-DOX e GYM, adicionando a esses meios diferentes concentrações de sulfato de cobre, sulfato de ferro, sulfato de magnésio e cloreto de sódio. Para fazer essa avaliação foi realizado primeiramente um ensaio para determinar as concentrações máximas toleradas pelos isolados de Streptomyces frente a essas substâncias. Posteriormente as concentrações obtidas foram adicionadas aos meios de cultivo e foi realizado o ensaio da dupla-camada para verificar a atividade antimicrobiana dos isolados tanto no meio controle quanto no meio modificado. Nos meios de cultivo controle somente os isolados 12 e 43 apresentaram atividade antimicrobiana, e apenas contra o isolado de Candida sp. A adição das substâncias modificou consideravelmente o perfil de produção dos isolados, visto que apenas três deles não apresentaram atividade antimicrobiana após as alterações dos meios de cultivo. Pode-se observar que os isolados de Streptomyces têm potencial para produção de compostos antimicrobianos e foi possível observar que as alterações dos meios de cultivo tiveram efeito no perfil de produção de metabólitos secundários destes isolados frente aos micro-organismos teste.The great concern regarding the ascension of antimicrobial resistance led the World Health Organization to release, in 2014, a full report with data collected from all over the world about the microbial-resistant dissemination, estimating that, by the year of 2050, 10 million deaths will be attributed to infections caused by antimicrobial-resistant microorganisms. Although the drastic decline in antibiotics production started by the decade of 1980, the discovery of the unexplored potential of microorganisms to produce bioactive metabolites by applying novel molecular and genetic analysis has renewed the interest in search of novel compounds. Modifying the culture medium to shift the secondary metabolic profile produced by microorganisms is considered to be an efficient and low-cost approach to discover novel antimicrobial compounds. In addition, the isolation of microorganisms from extreme environment can serve as a new source of uncharacterized bioactive compounds due to their metabolic capacity. Therefore, the present study aims to evaluate the effect of medium composition modification on antimicrobial production from antartic-soil Streptomyces isolates. To access the antimicrobial activity, the double-layer assay was used on Starch-Casein agar, Czapek-Dox and GYM media, and fifteen isolates were tested against Candida sp., Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae isolates. The Maximum Tolerated Concentration assay was used to determine the maximum concentration of the substances sodium chlorite, copper sulfate, ferrous sulfate and magnesium sulfate tolerated by the Streptomyces isolates. The obtained concentrations were applied into the media and the antimicrobial activity was determined again. On the control media, only the isolates 12 e 43 showed antimicrobial activity, and only against the Candida sp.strain. The addition of the different substances considerably modified the production profile of the isolates, whereas only three isolates did not show any activity on the modified media