Новые сведения о виде Geobacillus stearothermophilus на основе филогеномных принципов

Введение: Род Geobacillus включает грамотрицательно-положительные (Gram-positive), термофильные споорогенные бактерии, встречающиеся в различных средах — от горячих источников и прохладных почв до пищевых и молочных производств. Несмотря на интерес к использованию видов Geobacillus в биотехнологии, таксономия этого рода остаётся неясной, отчасти из-за несоответствий в значениях сходства при DNA–DNA гибридизации (DDH) в разных исследованиях. Фенотипические характеристики также затрудняют определение видов: например, G. stearothermophilus традиционно считали неспособным использовать лактозу, тогда как способность молочных штаммов G. stearothermophilus метаболизировать лактозу теперь хорошо документирована. Результаты: Мы сравнили геномные последовательности 63 изолятов Geobacillus и показали, что на основе двух геномных подходов (сравнения ядра генома и среднего нуклеотидного сродства, average nucleotide identity) род Geobacillus можно разделить на шестнадцать таксонов среди штаммов, чьи геномы доступны на сегодняшний день. На примере G. stearothermophilus мы демонстрируем, что включение аксессорного генома и фенотипических признаков непригодно для определения этого вида. В частности, в этом исследовании впервые выявлены признаки адаптации к молочной среде у G. stearothermophilus — идентификация предполагаемого lac-оперона в четырёх молочных штаммах, фенотипическом признаке, обычно не относимом к стандартным для этого вида. Выводы: Традиционный полифазный подход, объединяющий генотипические и фенотипические характеристики, не применим к G. stearothermophilus, поскольку многие фенотипические признаки варьируют внутри таксона. Анализ аксессорного генома, выявивший предполагаемый lac-оперон в молочных штаммах, дополнительно иллюстрирует это несоответствие. На основании полученных данных мы рекомендуем определять новые бактериальные виды с использованием подхода, основанного на ядре генома.