極地衣類に関連する Hymenobacter sp.PAMC 26554 と Hymenobacter sp.PAMC 26628 の比較ゲノム研究により、生息地に応じた多糖分解能の存在が明らかになった

Comparative Genomic Study of Polar Lichen-Associated Hymenobacter sp. PAMC 26554 and Hymenobacter sp. PAMC 26628 Reveals the Presence of Polysaccharide-Degrading Ability Based on Habitat.

• Nisha Ghimire
• So-Ra Han
• Byeollee Kim
• Hyun Park
• Jun Hyuck Lee
• Tae-Jin Oh

抄録

Hymenobacter属は、ヒメノバクター科ヒメノバクター属に分類され、バクテロイデス属に属しています。大気、土壌、地衣類などの多様な環境や、北極、南極などの極地環境から分離されています。極地では、新規微生物の発見とその機能の解明に向けた研究が盛んに行われています。本研究では、地衣類関連の極地生物である Hymenobacter sp.PAMC 26554 と Hymenobacter sp.PAMC 26628 の多糖類利用関連糖質活性化酵素の解析を行い、NCBI データベースに掲載されている同属の全ゲノムとの比較を行った。この研究は、２つの極地衣類関連種についてのＡＺＣＬスクリーニングデータに依存して行われた。他の8つの完全ゲノムと比較しながら、分離環境やバイオサンプルソースに基づく多糖類の嗜好性の違いが発見された。全種ともセルロース合成・分解遺伝子の割合はほぼ同程度であった。しかし、極地衣類関連微生物はヘミセルロース分解遺伝子の割合が高く、デンプンやラミナリンの分解が少ないことがわかった。また、ヘミセルロース分解遺伝子の割合が高いハイメノバクター種は、デンプンおよびラミナリン分解遺伝子の割合が低く、その逆もまた同様であることが判明し、種間の多糖利用の違いが浮き彫りになった。

The genus Hymenobacter is classified in the family Hymenobacteraceae under the phylum Bacteroidetes. They have been isolated from diverse environments, such as air, soil, and lichen, along with extreme polar environments, including the Arctic and Antarctic regions. The polar regions have attracted intense research interest for the discovery of novel microorganisms and their functions. Analysis of the polysaccharide utilization-related carbohydrate-active enzyme among the two lichen-associated polar organisms Hymenobacter sp. PAMC 26554 and Hymenobacter sp. PAMC 26628 was performed, along with its comparison with the complete genome of the same genus available in the NCBI database. The study was conducted relying on the AZCL screening data for the two polar lichen-associated species. While comparing with eight other complete genomes, differences in polysaccharide preferences based on the isolation environment and biosample source were discovered. All the species showed almost similar percentage of cellulose synthesis and degradation genes. However, the polar lichen-associated microorganism was found to have a high percentage of hemicellulose degradation genes, and less starch and laminarin degradation. The Hymenobacter species with higher number of hemicellulose degradation genes was found to have a lower number of starch and laminarin degradation genes and vice versa, highlighting the differences in polysaccharide utilization among the species.