Исследование видового состава дрожжевых грибов Восточной Антарктиды и возможности их использования для получения меланина

В статье представлены материалы исследования видовой принадлежности дрожжевых грибов Восточной Антарктиды, проведенные на основе сравнительного анализа генетических последовательностей, кодирующих 18S рРНК и особенностей метаболизма углеводов. Анализ взаимосвязи филогенетических и физиологических параметров метаболизма пентоз, гексоз и дисахаридов позволил идентифицировать из 21 изолята дрожжей 2 штамма из отдела Ascomycota и 19 штаммов из отдела Basidiomycota. Согласно результатам анализа аскомицетные дрожжи эффективно метаболизируют весь исследуемый спектр углеводов. Для различных видов базидиомицетов характерны межродовые и внутривидовые отличия в субстратной специфичности метаболизма углеводов. В качестве вторичного метаболита у аскомицетных дрожжей Dothiora sp. БИМ Y-383 содержится меланиновый пигмент. Выделенный меланин проявлял антиоксидантную, генопротекторную и антибактериальную активности.

1. Ravindra R., Chaturvedi A. Encyclopedia of snow, ice and glaciers. Berlin: Springer, 2011. 53 p.

2. Amato P., Doyle S., Christner B. C. Macromolecular synthesis by yeasts under frozen conditions // Environmental Microbiology. 2009. Vol. 11. No. 3. P. 589–596.

3. Coleine C., Pombubpa N., Zucconi L. Endolithic fungal species markers for harshest conditions in the McMurdo Dry Valleys, Antarctica // Life. 2020. Vol. 10. No. 2. Art. 13.

4. Coleine C., Zucconi L., Onofri S. Sun exposure shapes functional grouping of fungi in cryptoendolithic Antarctic communities // Life. 2018. Vol. 8. No. 2. Art. 19.

5. Vaz A. B. M., Rosa L. H., Vieira M. L. A., Garcia V., Brandão L. R., Teixeira L. C. R. S., Moline M., Libkind D., Broock M. V., Rosa C. A. The diversity, extracellular enzymatic activities and photoprotective compounds of yeasts isolated in Antarctica // Brazilian Journal of Microbiology. 2011. Vol. 42. No. 3. P. 937–947. https://doi.org/10.1590/s1517-838220110003000012

6. Selbmann L., Grube M., Onofri S. Antarctic epilithic lichens as niches for black meristematic fungi // Biology. 2013. Vol. 2. No. 2. P. 784–797.

7. Singh J., Dubey A. K., Singh R. P. Antarctic terrestrial ecosystem and role of pigments in enhanced UV-B radiations // Reviews in Environmental Science and Bio/Technology. 2011. Vol. 10. No. 1. P. 63–77.

8. Adams R. I., Miletto M., Taylor J. W. Dispersal in microbes: fungi in indoor air are dominated by outdoor air and show dispersal limitation at short distances // The ISME Journal. 2013. Vol. 7. No. 7. P. 1262–1273.

9. Gribanova E. A., Akhremchuk K. U., Semenchukova E. A., Dolgikh A. V., Shchur V. V., Yantsevich A. V., Andreev M. P., Hihiniak Y. H., Valentovich L. N., Miamin V. Y. Isolation and primary characterisation of yeasts isolated from different ecosystems in East Antarctica // Polar Science. 2025. Vol. 46. Art. 101262. https://doi.org/10.1016/j.polar.2025.101262

10. Xu J. Fungal species concepts in the genomics era // Genome. 2020. Vol. 63. No. 9. P. 459–468.

11. Kachalkin A. V., Glushakova A. M., Tomashevskaya M. A. Leucosporidium egoroviorum f.a., sp. nov., a New Yeast Species Isolated from Zucchini // Microbiology. 2023. Vol. 92. No. 1. P. 24–30.

12. Stengel A., Stanke K. M., Quattrone A. C., Herr J. R. Improving taxonomic delimitation of fungal species in the age of genomics and phenomics // Frontiers in Microbiology. 2022. Vol. 13. Art. 847067. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.847067

13. Metsalu T., Vilo J. ClustVis: a web tool for visualizing clustering of multivariate data using Principal Component Analysis and heatmap // Nucleic Acids Research. 2015. Vol. 43. No. W1. P. W566– W570.

14. Pralea I.-E., Moldovan R.-C., Petrache A.-M., Ilieș M., Hegheș S.-C., Ielciu I., Nicoară R., Moldovan M., Ene M., Radu M., Uifălean A., Iuga C.-A. From Extraction to Advanced Analytical Methods: The Challenges of Melanin Analysis // International Journal of Molecular Sciences. 2019. Vol. 20. No. 16. Art. 3943. https://doi.org/10.3390/ijms20163943

15. Suthar M., Dufossé L., Singh S. K. The enigmatic world of fungal melanin: a comprehensive review // Journal of Fungi. 2023. Vol. 9. No. 9. Art. 891.

16. Abd-El-Aziz A. S., Abed N. N., Mahfouz A. Y., Fathy R. M. Production and characterization of melanin pigment from black fungus Curvularia soli AS21 ON076460 assisted gamma rays for promising medical uses // Microbial Cell Factories. 2024. Vol. 23. No. 1. P. 68–87. https://doi.org/10.1186/s12934-024-02335-y

17. Dudchik N. V., Sychik S. I., Shevlyakov V. V. Procaryotic test models for environmental ecotoxicological research: prospects and classification (review) // Theoretical and Applied Ecology. 2018. Vol. 4. No. 4. P. 5–12.

18. Golovach T. N., Dudchik N. V., Veremeenko E. G. Evaluation of antimutagenic and antifungal properties, parameters of acute toxicity and sensitizing activity of enzymatic whey protein hydrolysate // Foods and Raw Materials. 2016. Vol. 4. No. 2. P. 38–47.

19. Gribanova E., Miamin V. Physiological and biochemical traits of yeasts from soils of various ecosystems of East Antarctica // Ukrainian Antarctic Journal. 2021. No. 2. P. 106–116.

20. Menna M. E. D. Some Physiological Characters of Yeasts from Soils and Allied Habitats // Journal of General Microbiology. 1959. Vol. 20. No. 1. P. 13–23.

21. Sinnott M. L. Catalytic mechanism of enzymic glycosyl transfer // Chemical Reviews. 1990. Vol. 90. No. 7. P. 1171–1202.

22. Sugisawa H., Edo H. The thermal degradation of sugars I. Thermal polymerization of glucose // Journal of Food Science. 1966. Vol. 31. No. 4. P. 561–565.