Системы рестрикции-модификации и профиль метилирования ДНК Pectobacterium carotovorum 2А

  • Юлия Владимировна Дюбо Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Артур Эдуардович Охремчук Институт микробиологии НАН Беларуси, ул. Академика В. Ф. Купревича, 2, 220141, г. Минск, Беларусь
  • Леонид Николаевич Валентович Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь; Институт микробиологии НАН Беларуси, ул. Академика В. Ф. Купревича, 2, 220141, г. Минск, Беларусь
  • Евгений Артурович Николайчик Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

Аннотация

С помощью технологии секвенирования Oxford Nanopore исследован профиль метилирования генома Pectobacterium carotovorum 2A. Определена специфичность метилазных субъединиц трех систем рестрикции-модификации данного штамма. Анализ гомологичных систем показал уникальность системы рестрикции-модификации I типа и специфичной к метилированной ДНК системы рестрикции IV типа этого штамма. Работа подтверждает применимость технологии Oxford Nanopore для анализа модификаций ДНК бактерий, а также является первым примером такого анализа для Pectobacterium spp.

Биографии авторов

Юлия Владимировна Дюбо, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

ассистент кафедры молекулярной биологии биологического факультета

Артур Эдуардович Охремчук, Институт микробиологии НАН Беларуси, ул. Академика В. Ф. Купревича, 2, 220141, г. Минск, Беларусь

научный сотрудник лаборатории «Центр аналитических и генно-инженерных исследований»

Леонид Николаевич Валентович, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь; Институт микробиологии НАН Беларуси, ул. Академика В. Ф. Купревича, 2, 220141, г. Минск, Беларусь

кандидат биологических наук; доцент кафедры молекулярной биологии биологического факультета Белорусского государственного университета; заведующий лабораторией «Центр аналитических и генно-инженерных исследований» Института микробиологии НАН Беларуси

Евгений Артурович Николайчик, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат биологических наук; доцент кафедры молекулярной биологии биологического факультета

Литература

  1. Kennaway CK, Taylor JE, Chun Feng Song, Potrzebowski W, Nicholson W, White JH, et al. Structure and operation of the DNA-translocating type I DNA restriction enzymes. Genes & Development. 2012;26(1):92–104. DOI: 10.1101/gad.179085.111.
  2. Pingoud A, Wilson GG, Wende W. Type II restriction endonucleases – a historical perspective and more. Nucleic Acids Research. 2014;42(12):7489–7527. DOI: 10.1093/nar/gku447.
  3. Loenen WAM, Dryden DTF, Raleigh EA, Wilson GG, Murray NE. Highlights of the DNA cutters: a short history of the restriction enzymes. Nucleic Acids Research. 2014;42(1):3–19. DOI: 10.1093/nar/gkt990.
  4. Loenen WAM, Raleigh EA. The other face of restriction: modification-dependent enzymes. Nucleic Acids Research. 2014; 42(1):56–69. DOI: 10.1093/nar/gkt747.
  5. Ishikawa K, Fukuda E, Kobayashi I. Conflicts targeting epigenetic systems and their resolution by cell death: novel concepts for methyl-specific and other restriction systems. DNA Research. 2010;17(6):325–342. DOI: 10.1093/dnares/dsq027.
  6. Lepikhov K, Tchernov A, Zheleznaja L, Matvienko N, Walter J, Trautner TA. Characterization of the type IV restriction modification system BspLU11III from Bacillus sp. LU11. Nucleic Acids Research. 2001;29(22):4691–4698. DOI: 10.1093/nar/29.22.4691.
  7. Gouil Q, Keniry A. Latest techniques to study DNA methylation. Essays in Biochemistry. 2019;63(6):639–648. DOI: 10.1042/EBC20190027.
  8. Sikolenko M, Valentovich L. Barapost: binning of nucleotide sequences according to taxonomic annotation. IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics. 2020:1–1. DOI: 10.1109/TCBB.2020.3009780.
  9. Bankevich A, Nurk S, Antipov D, Gurevich AA, Dvorkin M, Kulikov AS, et al. SPAdes: a new genome assembly algorithm and its applications to single-cell sequencing. Journal of Computational Biology. 2012;19(5):455–477. DOI: 10.1089/cmb.2012.0021.
  10. Kolmogorov M, Yuan J, Yu Lin, Pevzner PA. Assembly of long, error-prone reads using repeat graphs. Nature Biotechnology. 2019;37(5):540–546. DOI: 10.1038/s41587-019-0072-8.
  11. Walker BJ, Abeel T, Shea T, Priest M, Abouelliel A, Sakthikumar S. Pilon: an integrated tool for comprehensive microbial va­riant detection and genome assembly improvement. PLoS One. 2014;9(11):e112963. DOI: 10.1371/journal.pone.0112963.
  12. Tatusova T, DiCuccio M, Badretdin A, Chetvernin V, Nawrocki EP, Zaslavsky L, et al. NCBI prokaryotic genome annotation pipeline. Nucleic Acids Research. 2016;44(14):6614–6624. DOI: 10.1093/nar/gkw569.
  13. Roberts RJ, Vincze T, Posfai J, Macelis D. REBASE – a database for DNA restriction and modification: enzymes, genes and genomes. Nucleic Acids Research. 2015;43(D1):D298 – D299. DOI: 10.1093/nar/gku1046.
  14. Boratyn G, Camacho C, Federhen S, Merezhuk Yu, Madden T, Schoch C, et al. MOLE-BLAST a new tool to search and classify multiple sequences [Internet; cited 2021 June 15]. Available from: http://mirror.ufs.ac.za/blast/documents/moleblast_poster2014.pdf.
  15. Benson DA, Cavanaugh M, Clark K, Karsch-Mizrachi I, Lipman DJ, Ostell J, et al. GenBank. Nucleic Acids Research. 2013; 41(D1):D36 – D42. DOI: 10.1093/nar/gks1195.
  16. Stoiber M, Quick J, Egan R, Ji Eun Lee, Celniker S, Neely RK, et al. De novo identification of DNA modifications enabled by genome-guided nanopore signal processing. BioRxiv 094672 [Preprint]. 2016 [cited 2021 June 15]. Available from: https://doi.org/10.1101/094672.
  17. Bailey TL, Johnson J, Grant CE, Noble WS. The MEME suite. Nucleic Acids Research. 2015;43(Web Server issue):W39 – W49. DOI: 10.1093/nar/gkv416.
  18. Nikolaichik Ye, Gorshkov V, Gogolev Yu, Valentovich L, Evtushenkov A. Genome sequence of Pectobacterium atrosepticum strain 21A. Genome Announcements. 2014;2(5):e00935-14. DOI: 10.1128/genomeA.00935-14.
Опубликован
2021-11-04
Ключевые слова: Oxford Nanopore, метилирование, система рестрикции-модификации, N6-метиладенозин, 5-метилцитозин
Как цитировать
Дюбо, Ю. В., Охремчук, А. Э., Валентович, Л. Н., & Николайчик, Е. А. (2021). Системы рестрикции-модификации и профиль метилирования ДНК Pectobacterium carotovorum 2А. Экспериментальная биология и биотехнология, 3, 71-77. https://doi.org/10.33581/2521-1722-2021-3-71-77
Раздел
Генетика и молекулярная биология