Nghiên cứu hoạt tính sinh học và các gen sinh tổng hợp các chất thứ cấp từ vi sinh vật rừng ngập mặn tại khu vực miền Trung

Mục tiêu chung của đề tài là tìm kiếm và xác định được các gen sinh tổng hợp các hợp chất thứ cấp từ vi sinh vật rừng ngập mặn, tạo cơ sở cho việc phát hiện và khai thác các hợp chất có hoạt tính sinh học mới.
Các mục tiêu cụ thể:
- Sàng lọc được các chủng vi khuẩn nội sinh có hoạt tính kháng sinh và gây độc tế bào từ cây Đước vòi (Rhizophora stylosa Griff.) và Đước đôi (Rhizophora apiculata Blume)
- Xác định được thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập được từ chủng vi khuẩn chọn lọc.
- Giải trình tự hệ gen và chú giải các gen sinh tổng hợp các hợp chất thứ cấp từ các chủng vi khuẩn chọn lọc.

Về khoa học:
- Đã phân lập được 144 chủng vi khuẩn nội sinh từ hai loài thực vật ngập mặn đước đôi và đước vòi. Trong đó, sàng lọc được 40 chủng vi khuẩn nội sinh có hoạt tính kháng sinh, 09 chủng vi khuẩn có hoạt tính gây độc đối với ít nhất một trong 3 chủng tế bào ung thư MCF-7, A549 và Hela, 31 chủng vi khuẩn nội sinh có hoạt tính chống oxi hóa, 29 chủng vi khuẩn nội sinh có hoạt tính ức chế α-amylase, α-glucosidase và 23 chủng vi khuẩn nội sinh có hoạt tính ức chế xanthine oxidase.
- Đã phân lập được 6 hợp chất sạch từ dịch lên men của chủng Bacillus altitudinis RAR-M1-44 và xác định được cấu trúc của 5 hợp chất sạch, bao gồm 2-(2-heptenyl)-3-methyl-4-quinolinone (1), 3-methyl-2-(2-nonenyl)-4-quinolinone (2), 2-phenylacetic acid (3), p-hydroxybenzoic acid (4) và (-)-jasmonic acid (5).
- Đã đánh giá hoạt tính đối kháng vi sinh vật, hoạt tính gây độc tế bào và ức chế enzyme α-amylase và α-glucosidase cho các hợp chất phân lập. Đồng thời, ứng dụng các công cụ docking phân tử và QSARIS để mô phỏng tương tác giữa các chất phân lập với enzyme α-amylase và α-glucosidase.
- Đã giải trình tự hệ gen và chú giải các gen sinh tổng hợp các hợp chất thứ cấp từ hệ gen của 5 chủng có hoạt tính tốt Bacillus hwajinpoensis RAR-GA-16, Bacillus altitudinis RSS-NA-20, Bacillus altitudinis RAR-M1-44, Rossellomorea vietnamensis RAR-WA-32 và Bacillus infantis RAR-M1-44. Trong đó, có nhiều gen sinh tổng hợp của các hợp chất thứ cấp đã được xác định, chủ yếu là các gen sinh tổng hợp các hợp chất thứ cấp chưa được mô tả hoặc hợp chất mới.
Về ứng dụng:
Kết quả nghiên cứu của đề tài đóng góp cơ sở cho việc biểu hiện các gen sinh tổng hợp các hợp chất có hoạt tính sinh học mới nhằm sản xuất các hợp chất mới ứng dụng trong lĩnh vực y dược và chăm sóc sức khỏe cộng đồng.

Sản phẩm của đề tài:

- Các bài báo đã công bố: 02 bài báo SCIE, 02 bài báo VAST2
- Các bằng sáng chế, giải pháp hữu ích (liệt kê):
- Các sản phẩm cụ thể: Báo cáo tổng kết và các bài báo khoa học
- Các sản phẩm khác (nếu có): Hỗ trợ đào tạo 01 cử nhân (đã tốt nghiệp) và 01 học viên cao học

- Đã phân lập, sàng lọc và tách chiết một số hợp chất có hoạt tính từ các chủng vi khuẩn nội sinh với hai loài thực vật ngập mặn Đước đôi (Rhizophora stylosa) và Đước vòi (Rhizophora apiculata)
- Đã ứng dụng các cộng cụ molecular docking và QSARIS để mổ phỏng tương tác giữa các hợp chất phân lập với các enzyme α-amylase và α-glucosidase.
- Đã ứng dụng công nghệ giải trình tự thế hệ mới (Next Generation Sequencing) và các công cụ tin sinh học để giải trình tự hệ gen và chú giải các gen sinh tổng hợp các hợp chất thứ cấp từ hệ gen của các chủng có hoạt tính tốt.

- Tiếp tục mở rộng nghiên cứu các gen sinh tổng hợp các hợp chất thứ cấp có hoạt tính sinh học và phân lập các hợp chất mới từ chủng vi sinh vật (vi khuẩn, xạ khuẩn, vi nấm) nội sinh với các loài thực vật ngập mặn tiềm năng khác
- Nghiên cứu, thiết kế và phát triển các hệ thống biểu hiện các gen sinh tổng hợp các hợp chất mới