Influence of temperature on the growth of Dothiora sp. BIM Y-383 yeast culture and melanin synthesis

Authors

  • Ekaterina A. Gribanova Belarusian State University, 4 Niezaliezhnasci Avenue, Minsk 220030, Belarus
  • Vladimir P. Kurchenko Belarusian State University, 4 Niezaliezhnasci Avenue, Minsk 220030, Belarus
  • Igor I. Azarko Belarusian State University, 4 Niezaliezhnasci Avenue, Minsk 220030, Belarus
  • Vladislav E. Miamin Belarusian State University, 4 Niezaliezhnasci Avenue, Minsk 220030, Belarus

Keywords:

melanin, electron paramagnetic resonance, EPR, electron spectroscopy, Dothiora sp., melaninogenesis
Supporting Agencies
This work was carried out with financial support from the Belarusian Republican Foundation for Fundamental Research (project «Production of biologically active substances by psychrophilic yeast isolated from soil samples of East Antarctica», state registration No. 20231168), as well as within the framework of the state programme of scientific research «Convergence-2025» (assignment 2.2.02.3).

Abstract

The effect of temperatures of 10; 18; 22; 28; 32 and 37 °C on the growth of Dothiora sp. BIM Y-383 yeast over 16 days of cultivation was studied. The yeast was shown to be psychrotolerant microorganisms with optimal culture growth and melanin synthesis at 22–28 °C. Melaninogenesis is most intense during the yeast culture death stage. Using spectral methods of analysis, it was established that on the 16th day of cultivation, the melanin content in extracts from freeze-dried yeast mycelium grown at temperatures of 10; 18; 22; 28 and 32 ℃ was (23.0 ± 0.5) mg/g, (39.0 ± 0.8) mg/g, (62.3 ± 1.2) mg/g, (69.0 ± 1.4) mg/g and (45.1 ± 0.9) mg/g, respectively.

Author Biographies

  • Ekaterina A. Gribanova, Belarusian State University, 4 Niezaliezhnasci Avenue, Minsk 220030, Belarus

    senior lecturer at the department of microbiology, faculty of biology

  • Vladimir P. Kurchenko, Belarusian State University, 4 Niezaliezhnasci Avenue, Minsk 220030, Belarus

    PhD (biology), docent; head of the laboratory of applied biology, department of general ecology and methods of biology teaching, faculty of biology

  • Igor I. Azarko, Belarusian State University, 4 Niezaliezhnasci Avenue, Minsk 220030, Belarus

    PhD (physics and mathematics), docent; head of the laboratory of physics and engineering of semiconductors, department of semiconductor physics and nanoelectronics, faculty of physics

  • Vladislav E. Miamin, Belarusian State University, 4 Niezaliezhnasci Avenue, Minsk 220030, Belarus

    PhD (biology), docent; associate professor at the department of microbiology, faculty of biology

References

  1. Cowan DA, Tow LA. Endangered Antarctic environments. Annual Review of Microbiology. 2004;58:649 – 690. DOI: 10.1146/annurev.micro.57.030502.090811.
  2. Ruisi S, Barreca D, Selbmann L, Zucconi L, Onofri S. Fungi in Antarctica. Reviews in Environmental Science and Bio/Technology. 2007;6(1–3):127–141. DOI: 10.1007/s11157-006-9107-y.
  3. Amato P, Doyle S, Christner BC. Macromolecular synthesis by yeasts under frozen conditions. Environmental Microbiology. 2009;11(3):589 –596. DOI: 10.1111/j.1462-2920.2008.01829.x.
  4. Libkind D, Sommaruga R, Zagarese H, van Broock M. Mycosporines in carotenogenic yeasts. Systematic and Applied Microbiology. 2005;28(8):749 –754. DOI: 10.1016/j.syapm.2005.05.005.
  5. Thomas-Hall SR, Turchetti B, Buzzini P, Branda E, Boekhout T, Theelen B, et al. Cold-adapted yeasts from Antarctica and the Italian Alps – description of three novel species: Mrakia robertii sp. nov., Mrakia blollopis sp. nov. and Mrakiella niccombsii sp. nov. Extremophiles. 2010;14(1):47–59. DOI: 10.1007/s00792-009-0286-7.
  6. Vaz ABM, Rosa LH, Vieira MLA, de Garcia V, Brandão LR, Teixeira LCRS, et al. The diversity, extracellular enzymatic activities and photoprotective compounds of yeasts isolated in Antarctica. Brazilian Journal of Microbiology. 2011;42(3):937– 947. DOI: 10.1590/S1517-83822011000300012.
  7. Vishniac HS. Yeast biodiversity in the Antarctic. In: Rosa C, Péter G, editors. Biodiversity and ecophysiology of yeasts. Berlin: Springer-Verlag; 2006. p. 419 – 440 (The yeast handbook). DOI: 10.1007/3-540-30985-3_16.
  8. Coleine C, Selbmann L, Masonjones S, Onofri S, Zucconi L, Stajich JE. Draft genome sequence of an Antarctic isolate of the black yeast fungus Exophiala mesophila. Microbiology Resource Announcements. 2019;8(19):e00142-19. DOI: 10.1128/MRA.00142-19.
  9. Ruibal C, Gueidan C, Selbmann L, Gorbushina AA, Crous PW, Groenewald JZ, et al. Phylogeny of rock-inhabiting fungi related to Dothideomycetes. Studies in Mycology. 2009;64:123–133. DOI: 10.3114/sim.2009.64.06.
  10. Perini L, Gostinčar C, Anesio AM, Williamson C, Tranter M, Gunde-Cimerman N. Darkening of the Greenland Ice Sheet: fungal abundance and diversity are associated with algal bloom. Frontiers in Microbiology. 2019;10:557. DOI: 10.3389/fmicb.2019.00557.
  11. Грачева НВ, Желтобрюхов ВФ. Меланины. Перспективы и проблемы использования в промышленности. Волгоград: Волгоградский государственный технический университет; 2019. 92 c.
  12. Курченко ВП, Сенчук ВВ, Гавриленко НВ, Кукулянская ТА, Бабицкая ВГ, Щерба ВВ. Сравнительная характеристика меланиновых пигментов макромицетов Phellinus igniarius и Inonotus sp. Вестник Белорусского государственного университета. Серия 2, Химия. Биология. География. 1998;3:22–26. EDN: JNXXUD.
  13. Dong C, Yao Y. Isolation, characterization of melanin derived from Ophiocordyceps sinensis, an entomogenous fungus endemic to the Tibetan Plateau. Journal of Bioscience and Bioengineering. 2012;113(4):474 – 479. DOI: 10.1016/j.jbiosc.2011.12.001.
  14. Gribanova EA, Akhremchuk KU, Semenchukova EA, Dolgikh AV, Shchur VV, Yantsevich AV, et al. Isolation and primary characterisation of yeasts isolated from different ecosystems in East Antarctica. Polar Science. 2025;46:101262. DOI: 10.1016/j.polar.2025.101262.
  15. Lukashanets DA, Convey P, Borodin OI, Miamin VYe, Hihiniak YuH, Gaydashov AA, et al. Eukarya biodiversity in the Thala Hills, East Antarctica. Antarctic Science. 2021;33(6):605– 623. DOI: 10.1017/S0954102021000328.
  16. Сушинская НВ, Кукулянская ТА, Курченко ВП, Сенчук ВВ. Характеристика меланина, полученного из Inonotus obliquus (Pers.: Fr.) Pil. f. sterilis (Vanin) Nicol. Вестник Белорусского государственного университета. Серия 2, Химия. Биология. География. 2004;3:33–36. EDN: ZBLGDZ.
  17. Хабибрахманова ВР, Рассабина АЕ, Хайруллина АФ, Минибаева ФВ. Физико-химические характеристики и антиоксидантные свойства меланинов, выделенных из лишайника Leptogium furfuraceum (Harm.). Химия растительного сырья. 2022;4:115–125. DOI: 10.14258/jcprm.20220411774.
  18. Грибанова ЕА, Мямин ВЕ, Курченко ВП. Исследование особенностей меланиногенеза «черных дрожжей» Антарктиды. В: Аршанский ЕЯ, Балаева-Тихомирова ОМ, Галкин АН, Дорофеев СА, Красовская ИА, Литвенкова ИА и др., редакторы. Экологическая культура и охрана окружающей среды: IV Дорофеевские чтения. Материалы Международной научно-практической конференции; 29 ноября 2024 г.; Витебск, Беларусь. Витебск: Витебский государственный университет имени П. М. Машерова; 2024. с. 237–239.
  19. Грибанова ЕА, Охремчук ЕВ, Семенчукова ЕА, Гигиняк ЮГ, Мямин ВЕ. Молекулярно-биологическая идентификация дрожжей, выделенных из различных экосистем Восточной Антарктики. В: Микробные биотехнологии: фундаментальные и прикладные аспекты. Материалы XIII Международной научной конференции; 6 – 9 июня 2023 г.; Минск, Беларусь. Минск: Беларуская навука; 2023. с. 39 – 40.
  20. Грибанова ЕА, Охремчук ЕВ, Семенчукова ЕА, Мямин ВЕ. Разнообразие и биотехнологический потенциал дрожжей, выделенных из различных экосистем Восточной Антарктиды. В: Сергеев ЮВ, Кураков АВ, Белозерская ТА, Волобуев СВ, Бурова СА, Кононенко ГП и др., редакторы. Современная микология в России. Том 10, Материалы Международного микологического форума. Выпуск 1, Генетика, морфология и физиология грибов. Москва: Национальная академия микологии; 2024. с. 55–58.
  21. Pralea I-E, Moldovan R-C, Petrache A-M, Ilieş M, Hegheş S-C, Ielciu I, et al. From extraction to advanced analytical methods: the challenges of melanin analysis. International Journal of Molecular Sciences. 2019;20(16):3943. DOI: 10.3390/ijms20163943.
  22. Бухало АС, Бабицкая ВГ, Бисько НА, Вассер СП, Дудка ИА, Митропольская НЮ и др. Биологические свойства лекарственных макромицетов в культуре. Том 1. Вассер СП, редактор. Киев: Альтерпрес; 2011. 212 с.
  23. Satyanarayana T, Kunze G, editors. Yeast biotechnology: diversity and applications. Dordrecht: Springer; 2009. XXI, 744 p. DOI: 10.1007/978-1-4020-8292-4.
  24. Курченко ВП, Сенчук ВВ, Кукулянская ТА, Новиков ДА, Леонтьев ВН, Борисик ОИ. Структура и функции природных меланиновых пигментов. Труды Белорусского государственного технологического университета. Серия 3, Химия и технология неорганических веществ. 1998;6:85– 90. EDN: TBROHU.
  25. Курченко ВП, Новиков ДА. Особенности физико-химических свойств меланинов из винограда (Vitis vinifera) и черного чая (Thea sinensis). Вестник Белорусского государственного университета. Серия 2, Химия. Биология. География. 2001;3:33–39. EDN: VUYMJP.
  26. Белько НВ, Самцов МП, Гусаков ГА, Тарасов ДС, Луговский АА, Воропай ЕС. Спектрально-люминесцентные свойства и морфология самоорганизованных наноструктур индотрикарбоцианинового красителя. Журнал прикладной спектроскопии. 2018;85(6):868 – 878. EDN: YNRUBF.
  27. Суховская ИВ, Борвинская ЕВ, Смирнов ЛП, Немова НН. Сравнительный анализ методов определения концентрации белка – спектрофотометрии в диапазоне 200 –220 нм и по Бредфорд. Труды Карельского научного центра Российской академии наук. 2010;2:68 –71. EDN: NBJDXP

Downloads

Published

2026-02-17

Issue

No. 3 (2025): Experimental Biology and Biotechnology

Section

Biotechnology and Microbiology

License

Copyright (c) 2026 Experimental Biology and Biotechnology

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

The authors who are published in this journal agree to the following:

  1. The authors retain copyright on the work and provide the journal with the right of first publication of the work on condition of license Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. The authors retain the right to enter into certain contractual agreements relating to the non-exclusive distribution of the published version of the work (e.g. post it on the institutional repository, publication in the book), with the reference to its original publication in this journal.
  3. The authors have the right to post their work on the Internet (e.g. on the institutional store or personal website) prior to and during the review process, conducted by the journal, as this may lead to a productive discussion and a large number of references to this work. (See The Effect of Open Access.)

How to Cite

Gribanova, E. A., Kurchenko, V. P., Azarko, I. I., & Miamin, V. E. (2026). Influence of temperature on the growth of Dothiora sp. BIM Y-383 yeast culture and melanin synthesis. Experimental Biology and Biotechnology, 3, 74-87. https://doi.org/10.33581/2957-5060-2025-3-%p