从环辛酮富集培养物中分离出的Chelatococcus sp.菌株KU-N122（JCM 37729）的完整基因组序列

《Microbiology Resource Announcements》：Complete genome sequence of Chelatococcus sp. strain KU-N122 (JCM 37729) isolated from a cyclooctanone enrichment culture

本研究测定了从环辛酮富集培养中分离的Chelatococcus sp. strain KU-N122的全基因组序列，揭示其环辛酮代谢相关基因及新物种特征。基因组为单环染色体，含7983个蛋白编码基因，通过PacBio测序技术获得高质量组装（N50=16507 bp）。BLASTP分析发现11个潜在BVMO基因，其中KUN122_12700与已知CAMO高度相似（50.4%）。基于16S rRNA序列（与C. reniformis 99.03%同源）和dDDH值（31.6%），该菌株被鉴定为Chelatococcus属的新物种，存于JCM 37729号。

　　

摘要

本文报道了从环辛酮富集培养物中分离得到的Chelatococcus属KU-N122菌株的完整基因组序列。该基因组包含一个环状染色体，其中含有7,983个蛋白质编码序列。该菌株已存入日本微生物菌种库，登录号为JCM 37729。

公告

环辛酮降解途径在合成有机化学中具有重要意义，主要是因为环烷酮单加氧酶（CAMO），一种Baeyer–Villiger单加氧酶（BVMO），催化了这一过程的初始步骤（1）。本研究报道了从环辛酮富集培养物中分离得到的KU-N122菌株的完整基因组序列，并对其代谢机制及可能的BVMO编码基因进行了分析。

KU-N122菌株是从日本神奈川县 Sagamihara 的路边土壤中分离得到的（纬度：35.57；经度：139.41）。将0.1克土壤接种到含有0.1%环辛酮作为唯一碳源的矿物盐培养基（5毫升）（2）中，在120转/分钟和30°C的条件下培养。3天后，将培养物（25微升）转移到新鲜培养基中继续培养3天；此过程重复一次。随后按照先前的方法对菌株进行纯化（3），并存入日本微生物菌种库，登录号为JCM 37729。

基因组DNA是从在30°C下培养24小时的50毫升LB（Miller）培养物中提取的，使用十二烷基硫酸钠/蛋白酶K进行裂解（先在含有RNase A的Tris-EDTA缓冲液[15毫升]中重新悬浮；后续试剂用量均以此体积为基准），然后通过酚-氯仿提取法获得（4）。为了制备20 kb的SMRTbell文库，按照先前的方法将基因组DNA（8微克）切割成20 kb的片段（5）。使用AMPure PB磁珠（Beckman Coulter）进行纯化以去除短片段。利用SMRTbell Template Prep Kit（Pacific Biosciences）制备20 kb的SMRTbell模板文库，并使用PacBio RS II仪器进行测序。子读段的处理按照先前的方法进行筛选（5），子读段和聚合酶读长的最小值分别为500 bp和100 bp，聚合酶读长的最小质量要求为0.80。除非另有说明，所有工具均使用默认参数。最终获得了112,389个读段（总长度为1,212,535,341 bp，N₅₀值为16,507 bp）。这些读段通过层次化基因组组装过程（HGAP）版本3（6）进行组装，得到了一个覆盖度为101×的环状 contig。HGAP自动识别并修剪重叠末端，完成了基因组的环化。KU-N122菌株的完整基因组序列是一个8,825,821 bp的环状染色体，GC含量为68.02%。

基因组序列使用DFAST（v.1.6.0）（7）进行注释，鉴定出7,983个编码序列、63个tRNA基因和9个rRNA基因。使用in silico Molecular Cloning软件（in silico Biology）和CAMO（LC610772）进行BLASTP搜索，发现了11个潜在的BVMO基因。在这些潜在的BVMO基因中，KUN122_12700的相似度最高（50.4%），被鉴定为候选的CAMO基因。

KU-N122菌株是通过16S rRNA基因测序和数字DNA-DNA杂交（dDDH）（8, 9）鉴定的。16S rRNA基因序列的相似性通过BLASTN（10）进行分析，dDDH值通过DSMZ Type（菌株）基因组服务器计算（11）。16S rRNA基因序列与Chelatococcus reniformis（NR_152704）的相似度最高（99.03%）。同样，dDDH值（公式：d₄）也最高，但仅为31.6%，属于C. reniformis。根据基因组特征（11），KU-N122菌株被认为是Chelatococcus属中的一个新物种。

致谢

本研究部分得到了关西大学创新科学技术研究开发组织2025财年的研究经费支持。