Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd2752710.32607/actanaturae.27527Research ArticlesЭкспериментальные статьиResearch ArticleThe Antibacterial Activity of Yeasts from Unique BiocenosesАнтибактериальная активность дрожжей из уникальных биоценозовShuleninaO. V.ШуленинаО. В.
Russian Federation
Konevega_AL@pnpi.nrcki.ruSukhanovaE. A.СухановаЕ. А.
Russian Federation
Konevega_AL@pnpi.nrcki.ruYarovoyB. F.ЯровойБ. Ф.
Russian Federation
Konevega_AL@pnpi.nrcki.ruTolstykoE. A.ТолстыкоЕ. А.
Russian Federation
Konevega_AL@pnpi.nrcki.ruKonevegaA. L.КоневегаА. Л.
Russian Federation
Konevega_AL@pnpi.nrcki.ruPaleskavaE. V.ПолессковаЕ. В.
Russian Federation
Polesskova_EV@pnpi.nrcki.ruPetersburg Nuclear Physics Institute named by B.P. Konstantinov of National Research Centre “Kurchatov Institute”Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»Peter the Great St. Petersburg Polytechnic UniversityСанкт-Петербургский политехнический университет Петра ВеликогоNational Research Centre “Kurchatov Institute”Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»09122024164951043009202424102024Copyright ©; 2024, Shulenina O., Sukhanova E., Yarovoy B., Tolstyko E., Konevega A., Paleskava A.Copyright ©; 2024, Шуленина О.В., Суханова Е., Яровой Б., Толстыко Е., Коневега А.Л., Полесскова Е.В.2024Shulenina O., Sukhanova E., Yarovoy B., Tolstyko E., Konevega A., Paleskava A.Шуленина О.В., Суханова Е., Яровой Б., Толстыко Е., Коневега А.Л., Полесскова Е.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/27527

The replenishment of our stock of substances that possess a therapeutic potential is an important objective in modern biomedicine. Despite the important advances achieved in chemical synthesis, the natural diversity of organisms and microorganisms remains an important source of biologically active compounds. Here, we report the results of our study of a unique collection containing more than 3,000 samples of yeasts found on the Kamchatka Peninsula, the Kuril Islands, and Sakhalin Island, Russia. Since yeast and bacteria coexist in a variety of habitats and can interact with each other, we analyzed the antibacterial activity of the collection of yeast strains towards E. coli cells using a fluorescent bacterial reporter. It was uncovered that the Sakhalin strains for the most part stimulate bacterial growth, while most of the strains found on the Kamchatka Peninsula possess inhibitory properties. Moreover, the samples with the most pronounced antibacterial activity, identified as members of the genus Cryptococcus (Naganishia), were found in a gorge in the vicinity of Pauzhetka village on the Kamchatka Peninsula on wormwood (Artemisia vulgaris) and thistle (Onopordum acanthium). Our data indicate that the combination of a plant and its growth site is important for the emergence of yeast strains capable of secreting antibacterial compounds.

Пополнение банка веществ, обладающих терапевтическим потенциалом, является важной задачей современной биомедицины. Несмотря на достижения в области химического синтеза, природное многообразие организмов и микроорганизмов остается важным источником биологически активных соединений. Представлены результаты изучения уникальной коллекции, содержащей более 3000 образцов дрожжей, обнаруженных на полуострове Камчатка, Курильских островах и острове Сахалин. Поскольку дрожжи и бактерии сосуществуют в различных местах обитания и могут взаимодействовать между собой, мы проанализировали антибактериальную активность коллекционных штаммов дрожжей в отношении клеток E. coli с использованием флуоресцентного бактериального репортера. Обнаружено, что Сахалинские штаммы преимущественно стимулируют рост бактерий, в то время как большинство штаммов, обнаруженных на полуострове Камчатка, демонстрируют ингибирующие свойства. При этом образцы с наиболее выраженной антибактериальной активностью, идентифицированные как представители Cryptococcus (Naganishia), были обнаружены в ущелье в окрестностях п. Паужетка на полуострове Камчатка на полыни (Artemisia vulgaris) и татарнике (Onopordum acanthium). Наши данные указывают на важность совокупности растения и места его произрастания для возникновения дрожжевых штаммов, секретирующих антибактериальные соединения.

antibioticsbiodiversityyeastcollectionfluorescent reporter systemантибиотикибиоразнообразиедрожжиколлекцияфлуоресцентная репортерная системаRussian Science FoundationРоссийский научный фонд22-14-00278Seal B.S., Lillehoj H.S., Donovan D.M., Gay C.G. // Animal Hlth Res. Rev. 2013. V. 14. № 1. P. 78–87.Beutler J.A. // Curr. Protocols Pharmacol. 2009. V.46. P. 9.11.1–9.11.21.Beutler J.A. // Curr. Рrotocols Рharmacol. 2009. V. 46. P. 9.11.1–9.11.21.Neergheen-Bhujun V., Awan A.T., Baran Y., Bunnefeld N., Chan K., Dela Cruz T.E., Egamberdieva D., Elsässer S., Johnson M.V., Komai S., et al. // J. Global Hlth. 2017. V. 7. № 2. P. 020304.Tao Z., Yuan H., Liu M., Liu Q., Zhang S., Liu H., Jiang Y., Huang D., Wang T. // J. Microbiol. Biotechnol. 2023. V. 33. № 2. P. 151–166.Tao Z., Yuan H., Liu M., Liu Q., Zhang S., Liu H., Jiang Y., Huang D., Wang T. // J. Microbial. Biotechnol. 2023. V. 33. № 2. P. 151–166.Aly A.H., Debbab A., Proksch P. // Fungal Diversity. 2011. V. 50. P. 3–19.Younis G., Awad A., Dawod R.E., Yousef N.E. // Veterinary World. 2017. V. 10. № 8. P. 979–983.Deveau A., Bonito G., Uehling J., Paoletti M., Becker M., Bindschedler S., Hacquard S., Hervé V., Labbé J., Lastovetsky O.A., et al. // FEMS Microbiol. Rev. 2018. V. 42. № 3. P. 335–352.Deveau A., Bonito G., Uehling J., Paoletti M., Becker M., Bindschedler S., Hacquard S., Hervé V., Labbé J., Lastovetsky O.A., et al. // FEMS Microbial. Rev. 2018. V. 42. № 3. P. 335–352.Gut A.M., Vasiljevic T., Yeager T., Donkor O.N. // Microbiology. 2018. V. 164. № 11. P. 1327–1344.Osterman I.A., Komarova E.S., Shiryaev D.I., Korniltsev I.A., Khven I.M., Lukyanov D.A., Tashlitsky V.N., Serebryakova M.V., Efremenkova O.V., Ivanenkov Y.A., et al. // Antimicrob. Agents Chemother. 2016. V. 60. № 12. P. 7481–7489.Liu S., Wang T., Lu Q., Li F., Wu G., Jiang Z., Habden X., Liu L., Zhang X., Lukianov D.A., et al. // Front. Microbiol. 2021. V. 12. P. 604999.Liu S., Wang T., Lu Q., Li F., Wu G., Jiang Z., Habden X., Liu L., Zhang X., Lukianov D.A., et al. // Front. Microbial. 2021. V. 12. P. 604999.Liu S.W., Jadambaa N., Nikandrova A.A., Osterman I.A., Sun C.H. // Microorganisms. 2022. V. 10. № 5. P. 989.Wang T., Li F., Lu Q., Wu G., Jiang Z., Liu S., Habden X., Razumova E.A., Osterman I.A., Sergiev P.V., et al. // J. Pharmaceut. Anal. 2021. V. 11. № 2. P. 241–250.Volynkina I.A., Zakalyukina Y.V., Alferova V.A., Belik A.R., Yagoda D.K., Nikandrova A.A., Buyuklyan Y.A., Udalov A.V., Golovin E.V., Kryakvin M.A., et al. // Antibiotics. 2022. V. 11. № 9. P. 1198.Koronakis V., Eswaran J., Hughes C. // Annu. Rev. Biochem. 2004. V. 73. P. 467–489.Suslov A.V., Suslova I.N., Bagiian G.A., Davydenko S.G., Stepanova V.P., Sukhanova E.A., Iarovoǐ B.F. // Radiation Biology. Radioecology. 2004. V. 44. № 5. P.574–578.Суслов А.В., Суслова И.Н., Багиян Г.А., Давыденко С.Г., Степанова В.П., Суханова Е.А., Яровой Б.Ф. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2004. Т. 44. № 5. С. 574–578.MacDonald P.N. (Ed) Two-Hybrid Systems: Methods and Protocols Methods in Molecular Biology. Springer Science & Business Media, 2008. V. 177. 336 p.MacDonald P.N. (Ed) Two-hybrid systems: Methods and protocols methods in molecular biology. Springer Science & Business Media, 2008. V. 177. 336 p.Barnett J.A., Payne R.W., Yarrow D. (Eds) Yeasts: Characteristics and identification. Cambridge Univ. Press, 1983. 811 p.Kreger-van Rij N.J.W. (Ed) The Yeasts: a taxonomic study. Amsterdam: Elsevier, 1984. 1082 p.Kreger-van Rij N.J.W. (Ed) The Yeasts: A taxonomic study. Amsterdam: Elsevier, 1984. 1082 p.Poliakova A.V., Chernov I.Iu., Panikov N.S. // Mikrobiol. 2001. V. 70. № 5. P.714–720.Полякова А.В., Чернов И.Ю., Паников Н.С. // Микробиология. 2001. Т. 70. № 5. С. 714–720.Stepanova V.P., Suslov A.V., Suslova I.N., Sukhanova E.A., Yarovoy B.F., Verbenko V.N. // Marine Biol. J. 2020. V. 5. № 3. P. 64–73.Sergiev P.V., Osterman I.A., Golovina A.Ya., Laptev I.G., Pletnev P.I., Evfratov S.A., Marusich E.I., Leonov S.V., Ivanenkov Ya.A., Bogdanov A.A., et al. // Chem. 2016. V. 62. № 2. P.117–123.Сергиев П.В., Остерман И.А., Головина А.Я., Лаптев И.Г., Плетнев Ф.И., Евфратов С.А., Марусич Е.И., Леонов С.В., Иваненков Я.А., Богданов А.А. и др. // Биомед. химия. 2016. Т. 62. № 2. С. 117–123.Raja H.A., Miller A.N., Pearce C.J., Oberlies N.H. // J. Nat. Prod. 2017. V. 80. № 3. P. 756–770.Tenson T., Lovmar M., & Ehrenberg M. // J. Mol. Biol. 2003. V. 330. № 5. P. 1005–1014.Tenson T., Lovmar M., Ehrenberg M. // J. Mol. Biol. 2003. V. 330. № 5. P. 1005–1014.Stokes J.M., Lopatkin A.J., Lobritz M.A., & Collins J.J. // Cell Metabolism. 2019. V. 30. № 2. P. 251–259.Stokes J.M., Lopatkin A.J., Lobritz M.A., Collins J.J. // Cell Metabolism. 2019. V. 30. № 2. P. 251–259.Borovinskaya M.A., Shoji S., Fredrick K., & Cate J.H. // RNA. 2008. V. 14. № 8. P. 1590–1599.Borovinskaya M.A., Shoji S., Fredrick K., Cate J.H. // RNA. 2008. V. 14. № 8. P. 1590–1599.Fernandes P. // Cold Spring Harb. Perspectives Med. 2016. V. 6. № 1. P. a025437.Chopra I., & Roberts M. // Microbiol. Mol. Biol. Rev. MMBR. 2001. V. 65. № 2. P. 232–260.Chopra I., Roberts M. // Microbiol. Mol. Biol. Rev. MMBR. 2001. V. 65. № 2. P. 232–260.Aviner R. // Comput. Struct. Biotechnol. J. 2020. V. 18. P. 1074–1083.Kotra L.P., Haddad J., & Mobashery S. // Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 2000. V. 44. № 12. P. 3249–3256.Kotra L.P., Haddad J., Mobashery S. // Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 2000. V. 44. № 12. P. 3249–3256.Fàbrega A., Madurga S., Giralt E., & Vila J. // Microb. Biotechnol. 2009. V. 2. № 1. P. 40–61.Fàbrega A., Madurga S., Giralt E., Vila J. // Microb. Biotechnol. 2009. V. 2. № 1. P. 40–61.Campbell E.A., Korzheva N., Mustaev A., Murakami K., Nair S., Goldfarb A., Darst S.A. // Cell. 2001. V. 104. № 6. P. 901–912.Pimm S.L., Jenkins C.N., Abell R., Brooks T.M., Gittleman J.L., Joppa L.N., Raven P.H., Roberts C.M., Sexton J.O. // Science. 2014. V. 344. № 6187. P. 1246752.Pimm S.L., Russell G.J., Gittleman J.L., Brooks T.M. // Science. 1995. V. 269. № 5222. P. 347–350.Fan J., de Jonge B.L., MacCormack K., Sriram S., McLaughlin R.E., Plant H., Preston M., Fleming P.R., Albert R., Foulk M., et al. // Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 2014. V. 58. № 12. P. 7264–7272.Audrey W. // Antimicrobial susceptibility testing protocols / Eds Schwalbe R., Steele-Moore L., Goodwin A.C. Boca Raton: CRC Press Taylor and Francis Group, 2007. P. 53–72.Fortuin S., Nel A.J.M., Blackburn J.M., Soares N.C. // J. Proteomics. 2020. V. 228. P. 103929.Fortuin S., Nel A.J.M., Blackburn J.M., Soares N.C. // J. Рroteomics. 2020. V. 228. P. 103929.Lobritz M.A., Belenky P., Porter C.B., Gutierrez A., Yang J.H., Schwarz E.G., Dwyer D.J., Khalil A.S., Collins J.J. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2015. V. 112. № 27. P. 8173–8180.Georgescu A.M., Corbu V.M., & Csutak O. // Curr. Issuе. Mol. Boil. 2024. V. 46. № 5. P. 4721–4750.Georgescu A.M., Corbu V.M., Csutak O. // Curr. Issuе. Mol. Boil. 2024. V. 46. № 5. P. 4721–4750.Sipiczki M., & Selim S.A. // Antonie van Leeuwenhoek. 2019. V. 112. № 4. P. 523–541.Sipiczki M., Selim S.A. // Antonie van Leeuwenhoek. 2019. V. 112. № 4. P. 523–541.Wójcik A., Kurnatowski P., & Błaszkowska J. // Internat. J. Оccup. Med. Environ. Hlth. 2013. V. 26. № 3. P. 477–487.Wójcik A., Kurnatowski P., Błaszkowska J. // Internat. J. Оccup. Med. Environ. Hlth. 2013. V. 26. № 3. P. 477–487.Csupor-Löffler B., Zupkó I., Molnár J., Forgo P., & Hohmann J. // Nat. Prod. Commun. 2014. V. 9. № 3. P. 337–340.Csupor-Löffler B., Zupkó I., Molnár J., Forgo P., Hohmann J. // Nat. Prod. Commun. 2014. V. 9. № 3. P. 337–340.Chen X.Y., Liu T., Hu Y.Z., Qiao T.T., Wu X.J., Sun P.H., Qian C.W., Ren Z., Zheng J.X., & Wang Y.F. // Front. Chem. 2022. V. 10. P. 948714.Chen X.Y., Liu T., Hu Y.Z., Qiao T.T., Wu X.J., Sun P.H., Qian C.W., Ren Z., Zheng J.X., Wang Y.F. // Front. Chem. 2022. V. 10. P. 948714.Nawrot J., Adamski Z., Kamińska-Kolat B., Kubisiak-Rzepczyk H., Kroma A., Nowak G., & Gornowicz-Porowska J. // Plants. 2021. V. 10. № 6. P. 1180.Nawrot J., Adamski Z., Kamińska-Kolat B., Kubisiak-Rzepczyk H., Kroma A., Nowak G., Gornowicz-Porowska J. // Plants. 2021. V. 10. № 6. P. 1180.Utama G.L., Rahmah S.A., Kayaputri I.L., & Balia R.L. // J. Аdv. Pharm. Technol. Res. 2022. V. 13. № 1. P. 56–60.Utama G.L., Rahmah S.A., Kayaputri I.L., Balia R.L. // J. Аdv. Pharm. Technol. Res. 2022. V. 13. № 1. P. 56–60.Senne de Oliveira Lino F., Bajic D., Vila J.C.C., Sánchez A., & Sommer M.O.A. /// Nat. Сommun. 2021. V. 12. № 1. P. 1498.Senne de Oliveira Lino F., Bajic D., Vila J.C.C., Sánchez A., Sommer M.O.A. // Nat. Сommun. 2021. V. 12. № 1. P. 1498.