Последовательное сопоставление. Фрагменты рибосомной ДНК 16s, которые соответствовали позициям от 7 до 1510 нуклеотидного ряда нумерационной системы кишечной палочки, были усилены ЦРП из четырех штаммов зооглей и непосредственно упорядочены с помощью лазерного флуоресцентного секвенатора ДНК Pharmacia. Установленные последовательности охватывают приблизительно 95 % всей молекулы рибосомной РНК 16s. Их количество в некоторой степени колеблется от штамма к штамму в пределах от 1 406 до 1 460 оснований, что происходит из-за потерь и добавлений нуклеотидов, обнаруженных в этих штаммах. Рибосомные ДНК 16s штамма Z. ramigera IAM 12136T и вида Zoogloea ATCC 19324 характеризуются потерей 3 пар в петле в позициях 77 — 92, добавлением гуанина в спирали петли в позициях 840 — 846, а также потерей в позиции 1140.

Z. ramigera IAM 12670 имеет несколько другие особенности, включая потерю 1 основания в спирали петли в позициях 840 — 846 и 6 оснований в петле в позициях 1131 — 1141. Последовательности рибосомной ДНК 16s трех вышеупомянутых штаммов имеют определенные отличительные черты подгруппы «f3» класса протеобактерий, о котором сообщает Вёзе (36). И наоборот, рибосомная ДНК 16s штамма Z. ramigera IAM 12669 характеризуется большими потерями в позициях 73 — 96, 200 — 217, 452 — 479 и дополнением 2 оснований в позициях между 1010 и 1011 — чертами, благодаря которым этот штамм относится к подклассу «а» протеобактерий.

Последовательности, о которых здесь идет речь, сравнивались с данными о 14 последовательностях РНК 16s типичных представителей класса протеобактерий, в основном относящихся к подклассу f3. В таблице 1 показаны попарные сравнения последовательностей, выполненные компьютером, где в верхнем правом треугольнике даны общие процентные значения сходства, а в нижнем левом — уточненные значения, которые были рассчитаны на основе 1 250 однозначно определенных позиций всех последовательностей ряда.

Между штаммами Z. ramigera IAM 12136T и Zoogloea вида ATCC 19324 было отмечено почти 100 % сходство: оба содержат RQ-8 в качестве основного хинона, как и типичные штаммы зооглей (17). Среди организмов, участвующих в сравнении, данные штаммы зооглей оказались наиболее подобными фототрофной бактерии R. purpureus (91.3 %). Типичные штаммы зооглей имеют мало сходных черт (менее 90%) с Z. ramigera IAM 12669 и IAM 12670, содержащими недостаточное количество родохинона. Относительно близкое сходство было обнаружено между Z. ramigera IAM 12670 и A. eutrophus (90.5 %), а также между Z. ramigera IAM 12669 и A. tumefaciens (95.2 %).

Анализ филогенетического дерева. Дерево матричных расстояний восстановлено методом ближайшего связывания по уточненным значениям, показанным в таблице 1. Данное филогенетическое дерево изображено на рис. 1. Топология дерева была оценена с помощью метода «бутстрап». Ветви, которые, возможно, показывают монофилетические фракции родственных организмов, разделенных узлами, содержат достоверные значения. Филогенетический анализ показал, что типичные штаммы Zoogloea (IAM 12136T и ATCC 19324) образуют общий род с R. purpureus в пределах подкласса «p» протеобактерий. Узел, определяющий эти организмы как монофилетическую группу, был поддержан методом «бутстрап» на 78 %. Z. ramigera IAM 12670 отнесли к другому роду, который этот штамм образовал с A. eutrophus и P. cepacia в пределах подкласса «p», и эта связь поддержана «бутстрапом» на 55 %. И наоборот, штамм Z. ramigera IAM 12669 оказался сильно разветвленным и «произрастающим» из группы, охватывающей представителей подкласса «p», а также состоящим в родстве с A. tumefaciens, представителем подкласса «а» протеобактерий.

Узел, определяющий эти организмы как монофилетическую группу, был поддержан методом «бутстрап» на 50 %.

Состав оснований ДНК и гомология ДНК-ДНК. Среди организмов, используемых в данном исследовании, находятся несколько штаммов зооглей, для которых еще не было придумано специальное название.

Оказалось, один из таких штаммов, зооглея вида ATCC 19324, имеет тесное филогенетическое родство с Z. ramigera IAM 12136T по сопоставлению последовательностей рибосомной ДНК 16s.

Чтобы узнать больше о внутриродовой структуре штаммов зооглей, нами был изучен состав оснований ДНК и связанность ДНК-ДНК среди этих штаммов по сравнению с другими родственными таксонами.

Эти результаты отображены в таблице 2, в которой также для сравнения показаны профили хинона испытуемых организмов.

Согласно предыдущим отчетам отношение оснований ДНК типового штамма Z. ramigera составило 65,3 % молекулярной массы, что определяется его плавучей плотностью (32, 33). Проведенные в ходе данного исследования эксперименты с высокоэффективной жидкостной хроматографией выявили, что содержание гуанина и цитозина в ДНК штаммов зооглей, производящих RQ-8, включая Z. ramigera IAM 12136T, колеблется в диапазоне от 67,7 до 69,0 % молекулярной массы, что значительно выше для типичных штаммов, чем считалось ранее. Используемый аналитический метод заключался в непосредственном измерении нуклеотидов, извлеченных из геномных ДНК, и таким образом должен был дать более точную информацию.

Штаммы Z. ramigera IAM 12669 и IAM 12670, имеющие недостаток родохинона, показали наличие гуанина и цитозина в гораздо меньших количествах, чем аутентичные штаммы зооглей. Исследования ДНК-ДНК гибридизации показали, что штаммы, содержащие RQ-8, связаны друг с другом близким родством, при этом величины их реассоциации составляют более 72%. Как и ожидалось, генетической связи между типичными штаммами зооглей и штаммами с недостатком родохинона либо контрольными организмами, используемыми для подкласса «p» протеобактерий, не существует.

Авторы: Йонг Кук Шин, Акира Хираиши, Джанта Сагияма