Microbial consortia and metagenome of industrially polluted soil: occurrence of genes encoding AEH

Abstract

Půda obsahuje různorodá společenstva bakterii, což z ní děla atraktivní cíl pro metagenomický výzkum a zkoumání kultivovatelných organizmů. Tato diplomová práce analyzuje složení mikrobiálního společenstva farmaceuticky znečištěných půd, s využitím sekvenační technologie nové generace Illumina a knihovny amplikonů 16S rDNA. Tato analýza odhalila vysokou komplexitu mikrobiálního prostředí půd a potvrdila to, že antropogenní aktivita (konkrétně produkce beta-laktamových antibiotik) ovlivňuje variabilitu a relativní zastoupení druhů, aniž by však snižovala mikrobiální diverzitu. V druhé části této diplomové práce je popsaná isolace a heterologní exprese nového genu kódujícího alfa-amino acid ester hydrolázu (AEH), který pochází z kultivovatelného půdního mikroorganizmu B. cereus. AEH mají velký průmyslový potenciál v biokatalytických syntézách beta-laktamových antibiotik, které jsou momentálně velmi důležité z hlediska uplatnění v medicíně. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Soils contain highly diverse consortia of bacteria making them very attractive starting points for both culture-dependent and metagenomic discovery efforts. The present diploma thesis analyses the composition of the microbial community from pharmaceutically polluted soil, with the employment of next-generation Illumina sequencing of 16S rDNA region. This analysis revealed high complexity of the soil microbial environment and confirmed that anthropogenic activity (represented by production of beta- lactam antibiotics) influences the variability and abundance of the species, yet without reducing the microbial diversity. In the second part of the thesis, isolation and heterologous expression of a novel gene encoding alpha-amino acid ester hydrolase (AEH) from a cultivable soil microorganism B. cereus is described. AEHs possess industrial potential for biocatalytic synthesis of semi-synthetic beta-lactam antibiotics, which are presently of great clinical importance. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)