Isolierung und Charakterisierung von Bakterien aus ...

Kapitel 3
Das Vorkommen der oben genannten Genclustern zeigte sich auch bei einem Genom-
vergleich von neun Bacillus spp. Stämmen (fünf verschiedene Arten). Gencluster für
Bacillibactin-ähnliche Siderophore, Lichenysin (Substanzklasse Surfactin), Mycosubti-
lin (Substanzklasse Iturin) und verschiedene Iturin-Derivate waren in allen neun Geno-
men vorhanden (Donadio et al., 2007). Es scheint, dass Sekundärmetabolit-Gencluster
wie z.B. für Surfactin, Fengycin und Iturin (Bacillomycin) häufig in Bacillus spp.
Stämmen (wie auch in dem Isolat gtP20b), vorkommen und somit nicht stammspezi-
fisch sind. Die identifizierten Gencluster in dem Isolat gtP20b sind ortholog zu schon
annotierten Genclustern und stammten vorwiegend aus nah verwandten Stämmen wie
Bacillus subtilis bzw. subsp. subtilis oder spizizenii, B. amyloliquefaciens und B. pumi-
lus aber auch von Peanibacillus dentritiformis.
Earl et al. (2007) untersuchten 17 verschiedene Bacillus subtilis Stämme und verglichen
ihre genomische Diversität. Alle Stämme hatte auf 16S rRNA Ebene eine >99,8 % Si-
milarität, zeigten aber bei der DNA/DNA Hybridisierung nur eine Similarität von 58-
69 % (Nakamura et al., 1999). Es zeigte sich, dass rund 1/3 der Bacillus subtilis str168
spezifischen Gene variabel sind. Diese Gene codierten unter anderem für die Antibioti-
ka- und Zellwandsynthese als auch für Sporulationsprozesse (Earl et al., 2007). Diese
Arbeit zeigte, dass obwohl die Stämme auf 16S rDNA Ebene zur gleichen Art gehörten,
durchaus ein enormer Teil ihrer Gene variabel sein können. Durch diese Diversität der
Gene für die Sekundärmetabolit-Produktion ist B. subtilis so anpassungsfähig an ver-
schiedene Lebensräume und Bedingungen. Diese Variabilität zeigte sich auch in einer
weiteren Studie. Zeigler et al. verglich mit dem ‘Genome-to-Genome Distance Calcula-
tor’ (Auch et al., 2010) die Genome von Bacillus subtilis str 168, Bacillus subtilis W23
und dem aus dieser Arbeit stammende Bacillus sp. gtP20b. Dabei zeigte sich, dass die
Anzahl der gleichen Gene von Isolat gtP20b zu str168 (78,4 %) als auch zu W23
(80,8 %) ähnlich ist (Zeigler, 2011). Die Variabilität von ein Fünftel der Gene zeigt,
dass auch sehr nah verwandte Arten Unterschiede in Genen für den Sekundärmetabo-
lismus aufweisen können und so eine Bearbeitung lohnenswert ist.
Durch die umfassende Bearbeitung des Isolates gtP20b konnte die Produktion von neu-
en Substanzen in der Kultivierung gezeigt werden und auch durch die Genomsequenzie-
rung wurden bislang noch nicht näher charakterisierte, nicht transkribierte NRPS und
PKS Gencluster entdeckt. Eine weitere Untersuchung der unbekannten Substanzen und
der Gencluster ist daher notwendig um deren Produkte zu identifizieren. Nur nach einer
vollständigen Identifizierung der Gencluster (bezüglich Größe, enthaltene Domänen,
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