اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات282
تعداد نشریات سازمان80
تعداد شماره‌ها3,262
تعداد مقالات36,058
تعداد مشاهده مقاله55,187,365
تعداد دریافت فایل اصل مقاله94,185,963
Nemati, Samaneh, Pourahmad, Fazel, Nemati, Mostafa. (1404). Isolation, Molecular Characterization, and Antibacterial Activity of Actinomycetes Associated With Horsemint (Mentha longifolia). سامانه مدیریت نشریات علمی, 80(6), 1497-1506. doi: 10.66224/ARI.80.6.3487
Samaneh Nemati; Fazel Pourahmad; Mostafa Nemati. "Isolation, Molecular Characterization, and Antibacterial Activity of Actinomycetes Associated With Horsemint (Mentha longifolia)". سامانه مدیریت نشریات علمی, 80, 6, 1404, 1497-1506. doi: 10.66224/ARI.80.6.3487
Nemati, Samaneh, Pourahmad, Fazel, Nemati, Mostafa. (1404). 'Isolation, Molecular Characterization, and Antibacterial Activity of Actinomycetes Associated With Horsemint (Mentha longifolia)', سامانه مدیریت نشریات علمی, 80(6), pp. 1497-1506. doi: 10.66224/ARI.80.6.3487
Nemati, Samaneh, Pourahmad, Fazel, Nemati, Mostafa. Isolation, Molecular Characterization, and Antibacterial Activity of Actinomycetes Associated With Horsemint (Mentha longifolia). سامانه مدیریت نشریات علمی, 1404; 80(6): 1497-1506. doi: 10.66224/ARI.80.6.3487

Isolation, Molecular Characterization, and Antibacterial Activity of Actinomycetes Associated With Horsemint (Mentha longifolia)

Archives of Razi Institute
مقاله 15، دوره 80، شماره 6، بهمن و اسفند 2025، صفحه 1497-1506    اصل مقاله (1.22 M)
نوع مقاله: Original Articles
شناسه دیجیتال (DOI): 10.66224/ARI.80.6.3487
نویسندگان
Samaneh Nemati1؛ Fazel Pourahmad* 2؛ Mostafa Nemati3
1Department of Microbiology, Faculty of Veterinary Sciences, Ilam University, Ilam, Iran
2Department of Microbiology, Faculty of Veterinary sciences, Ilam University, Ilam, Iran
3Department of Microbiology, Faculty of Veterinary Sciences, Ilam University, Ilam, Iran
چکیده
Introduction: Actinomycetes, renowned for their antibiotic-producing capabilities, represent a promising avenue for the discovery of novel antimicrobial agents, especially amid the global challenge of antibiotic resistance. This study explored the endophytic actinomycetes associated with horsemint (Mentha longifolia), a medicinal plant known for its antimicrobial properties, to uncover potential sources of novel antibiotics. 
Materials & Methods: Actinomycetes were isolated from horsemint samples collected in Ilam Province, Iran. Forty isolates were identified based on morphological and molecular analyses, including 16S rRNA gene amplification. Antibacterial activity was evaluated against clinically relevant pathogens, including ESKAPE bacteria. Six isolates exhibited significant inhibitory effects, particularly against Pseudomonas aeruginosa and Klebsiella pneumoniae, with some also active against Staphylococcus aureus.
Results: Further analysis revealed the presence of biosynthetic gene clusters (BGCs), including non-ribosomal peptide synthetases (NRPS) and polyketide synthases (PKS-I and PKS-II), in several isolates. Notably, strains such as T35 and T37 harbored all three gene types and demonstrated broad-spectrum antibacterial activity. Strain B22, containing the NRPS gene, showed significant inhibition of both drug-resistant and drug-sensitive pathogens. However, some isolates with BGCs exhibited no antibacterial activity, suggesting that gene expression and metabolite production are influenced by regulatory or environmental factors.
Conclusion: This study highlights the untapped potential of M. longifolia-associated Actinomycetes as a source of bioactive compounds. The discovery of strains with robust antibacterial activity underscores their value in addressing the urgent need for new antimicrobial agents, especially in combating antibiotic resistance. These findings also emphasize the importance of plant-microbe interactions in natural product biosynthesis. Future work should focus on optimizing conditions for activating silent gene clusters and further characterizing the therapeutic potential of these bioactive compounds.
کلیدواژه‌ها
Actinomycetes؛ Antibiotic properties؛ Mentha longifolia؛ Endophytes؛ Biosynthetic gene clusters (BGCs)
عنوان مقاله [English]
جداسازی، توصیف مولکولی و خاصیت ضد باکتربایی اکتینومیست ها از گیاه پونه کوهی
چکیده [English]
اکتینومیست ها، به دلیل توانایی تولید آنتی بیوتیک، در جستجوی عوامل ضد میکروبی جدید، به ویژه در میان چالش جهانی مقاومت آنتی بیوتیکی، راهی امیدوارکننده را نشان می دهند. این مطالعه اکتینومیست های درون ریزشی مرتبط با پونه(Mentha longifolia)، یک گیاه دارویی شناخته شده برای خواص ضد میکروبی آن، را برای کشف منابع بالقوه آنتی بیوتیک های جدید بررسی کرد. اکتینومیست ها از نمونه های پونه جمع آوری شده در استان ایلام ایران جدا شدند. چهل ایزوله بر اساس تجزیه و تحلیل های مورفولوژیکی و تکثیر ژن 16S rRNA، شناسایی شدند. فعالیت ضد باکتریایی در برابر پاتوژن های بالینی مرتبط، از جمله باکتری های ESKAPE، ارزیابی شد. شش جدایه اثرات مهاری قابل توجهی، به ویژه در برابر سودوموناس اروجینوزا و کلبسیلا نومونیه، و نیز برخی از آنها در برابر استافیلوکوکوس اورئوس نشان دادند. تجزیه و تحلیل بیشتر نشان دهنده وجود خوشه های ژن بیوسنتزی (BGCs)، از جمله سنتتازهای پپتید غیر ریبوزومی (NRPS) و سنتتازهای پلی کتیتید PKS-II) و (PKS-I، در چندین جدایه بود. به طور قابل توجهی، سویه هایی مانند T35 و T37 دارای هر سه نوع ژن بودند و فعالیت ضد باکتریایی گسترده ای را نشان دادند. سویه B22، حاوی ژن NRPS، مهار قابل توجهی از پاتوژن های مقاوم و حساس به دارو را نشان داد. با این حال، برخی از جدایه ها با BGCs هیچ فعالیت ضد باکتریایی از خود نشان ندادند، که نشان می دهد بیان ژن و تولید متابولیت تحت تأثیر عوامل تنظیمی یا محیطی است.
این مطالعه پتانسیل دست نخورده اکتینومیست های مرتبط با پونه را به عنوان منبع ترکیبات بیواکتیو برجسته می کند. کشف سویه هایی با فعالیت ضد باکتریایی قوی، ارزش آنها را در رسیدگی به نیاز فوری به عوامل ضد میکروبی جدید، به ویژه در مبارزه با مقاومت آنتی بیوتیکی، برجسته می‌کند. این یافته‌ها همچنین بر اهمیت تعاملات گیاه-میکروب در بیوسنتز محصولات طبیعی تأکید می کنند. کارهای آینده باید بر بهینه سازی شرایط برای فعال کردن خوشه های ژنی خاموش و مشخصه سازی بیشتر پتانسیل درمانی این ترکیبات بیواکتیو متمرکز شود.
کلیدواژه‌ها [English]
اکتینومیست ها, پونه, فعالیت ضد باکتریایی, خوشه های ژن بیوسنتزی, مقاومت آنتی بیوتیکی
سایر فایل های مرتبط با مقاله
مراجع

References

  1. Godara H, Ramakrishna W. Endophytes as nature’s gift to plants to combat abiotic stresses. Lett Appl Microbiol. 2023; 76(2):ovac067. [DOI:10.1093/lambio/ovac067] [PMID]
  2. Nazir A, Rahman HA. Secrets of plants: Endophytes. Int J Plant Biol. 2018; 9(1):7810. [DOI:10.4081/pb.2018.7810]
  3. Khare E, Mishra J, Arora NK. Multifaceted interactions between endophytes and plant: Developments and prospects. Front Microbiol. 2018; 9:2732. [DOI:10.3389/fmicb.2018.02732] [PMID]
  4. Pathak P, Rai VK, Can H, Singh SK, Kumar D, Bhardwaj N, et al. Plant-Endophyte interaction during biotic stress management. Plants (Basel). 2022; 11(17):2203. [DOI:10.3390/plants11172203] [PMID]
  5. Mengistu AA. Endophytes: Colonization, Behaviour, and their role in defense mechanism. Int J Microbiol. 2020; 2020:6927219. [DOI:10.1155/2020/6927219] [PMID]
  6. Fadiji AE, Babalola OO. Elucidating mechanisms of endophytes used in plant protection and other bioactivities with multifunctional prospects. Front Bioeng Biotechnol. 2020; 8:467. [DOI:10.3389/fbioe.2020.00467] [PMID]
  7. Shah SK, Dey YN, Madhavan Y, Maity A. Fungal endophytes: As a store house of bioactive compound. Mini Rev Med Chem. 2023; 23(9):978-91. [DOI:10.2174/1389557522999220422133020] [PMID]
  8. Shabari G, Lokesh R, Kannabiran K. Bioprospecting of actinomycetes for anti-bacterial potential: A Review. Res J Biotech. 2022; 17(10):133-42. [Link]
  9. Setiawati S, Yusan RT. Actinomycetes as a source of potential antimicrobial and antibiofilm agents. Med Health J. 2022; 1(2):117-37. [DOI:10.20884/1.mhj.2022.1.2.5831]
  10. Krysenko S, Wohlleben W. Role of Carbon, Nitrogen, Phosphate and sulfur metabolism in secondary metabolism precursor supply in Streptomyces spp. Microorganisms. 2024; 12(8):1571. [DOI:10.3390/microorganisms12081571] [PMID]
  11. Oliveira M, Antunes W, Mota S, Madureira-Carvalho Á, Dinis-Oliveira RJ, Dias da Silva D. An overview of the recent advances in antimicrobial resistance. Microorganisms. 2024; 12(9):1920. [DOI:10.3390/microorganisms12091920] [PMID]
  12. Mikaili P, Mojaverrostami S, Moloudizargari M, Aghajanshakeri S. Pharmacological and therapeutic effects of Mentha longifolia L. and its main constituent, menthol. Anc Sci Life. 2013; 33(2):131-8. [DOI:10.4103/0257-7941.139059] [PMID]
  13. Rúa J, del Valle P, de Arriaga D, Fernández-Álvarez L, García-Armesto MR. Combination of carvacrol and thymol: antimicrobial activity against Staphylococcus aureus and antioxidant activity. Foodborne Pathog Dis. 2019; 16(9):622-9. [DOI:10.1089/fpd.2018.2594] [PMID]
  14. Hajizadeh M, Fazel P, Mostafa N. Isolation and screening of antibacterial activity of actinomycetota from the medicinal plant, Anthemis pseudocotula Boiss. Arch Razi Inst. 2023; 78(5):1638-46. [DOI:10.22092/ari.2023.78.5.1638] [PMID]
  15. Stach J, Maldonado LA, Ward AC, Goodfellow M, Bull AT. New primers for the class Actinobacteria: Application to marine and terrestrial environments. Environ Microbiol. 2003; 5(10):828-41. [DOI:10.1046/j.1462-2920.2003.00483.x] [PMID]
  16. Ayuso-Sacido A, Genilloud O. New PCR primers for the screening of NRPS and PKS-I systems in actinomycetes: detection and distribution of these biosynthetic gene sequences in major taxonomic groups. Microb Ecol. 2005; 49(1):10-24. [DOI:10.1007/s00248-004-0249-6] [PMID]
  17. Metsä-Ketelä M, Salo V, Halo L, Hautala A, Hakala J, Mäntsälä P, et al. An efficient approach for screening minimal PKS genes from Streptomyces. FEMS Microbiol Lett. 1999; 180(1):1-6. [DOI:10.1111/j.1574-6968.1999.tb08770.x] [PMID]
  18. Bukelskis D, Dabkeviciene D, Lukoseviciute L, Bucelis A, Kriaučiūnas I, Lebedeva J, et al. Screening and transcriptional analysis of polyketide synthases and non-ribosomal peptide synthetases in bacterial strains from Krubera-Voronja Cave. Front Microbiol. 2019; 10:2149. [DOI:10.3389/fmicb.2019.02149] [PMID]
  19. Quan ND, Nguyen NL, Giang TTH, Ngan NTT, Hien NT, Tung NV, et al. Genome characteristics of the endophytic fungus talaromyces sp. DC2 isolated from catharanthus roseus (L.) G. Don. J Fungi (Basel). 2024; 10(5):352. [DOI:10.3390/jof10050352] [PMID]
  20. Tambadou F, Lanneluc I, Sablé S, Klein GL, Doghri I, Sopéna V, et al. Novel nonribosomal peptide synthetase (NRPS)genes sequenced from intertidal mudflat bacteria. FEMS Microbiol Lett. 2014; 357(2):123-30. [DOI:10.1111/1574-6968.12532] [PMID]
  21. Behsaz B, Bode E, Gurevich A, Shi YN, Grundmann F, Acharya D, et al. Integrating genomics and metabolomics for scalable non-ribosomal peptide discovery. Nat Commun. 2021; 12(1):3225. [DOI:10.1038/s41467-021-23502-4] [PMID]
  22. Ghasemi M, Radjabalizade K, Gharari K, Yaghoobi H, Asgarpoor D. Chemical composition and in vitro antibacterial activity of native mentha longifolia essential oil from ardabil, Iran on streptococcus mutans, lactobacillus rhamnosus and actinomyces viscosus. Infect Epidemiol Med. 2016; 2(1):11-14. [Link]
  23. Leal K, Rojas E, Madariaga D, Contreras MJ, Nuñez-Montero K, Barrientos L, et al. Unlocking fungal potential: The CRISPR-Cas system as a strategy for secondary metabolite discovery. J Fungi (Basel). 2024; 10(11):748. [DOI:10.3390/jof10110748] [PMID]
  24. Takahashi J, Nagasawa S, Doi M, Takahashi M, Narita Y, Yamamoto J, et al. In vivo study of the efficacy and safety of 5-aminolevulinic radiodynamic therapy for glioblastoma fractionated radiotherapy. Int J Mol Sci. 2021; 22(18):9762.[DOI:10.3390/ijms22189762] [PMID]
  25. Chen J, Hao D, Mei K, Li X, Li T, Ma C, et al. In vitro and in vivo studies on the antibacterial activity and safety of a new antimicrobial peptide dermaseptin-AC. Microbiol Spectr. 2021; 9(3):e0131821. [DOI:10.1128/Spectrum.01318-21] [PMID]

 

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 248
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 284


counter
سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب