Identification and characterization of an arsenic-resistant bacterium of the genus Alkalihalophilus, isolate As8PL

Arsen to toksyczny metaloid, którego obecność w środowisku stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia ludzi i prawidłowego funkcjonowania ekosystemów. Z gleby terenów zanieczyszczonych arsenem wyizolowano szczep bakterii oznaczony jako Alkalihalophilus sp. As8PL. Analiza genomu o wysokiej jakości (pokrycie 170×, status „complete genome”) oraz analizy filogenetyczne oparte na sekwencji 16S rRNA i całkowitym proteomie wykazały, że As8PL reprezentuje nowy, dotąd nieopisany gatunek w obrębie rodzaju Alkalihalophilus. Izolat As8PL wykazuje wysoką oporność na arsen tolerując do 2% (w/o) arsenianu(V). W jego genomie zidentyfikowano kompletny operon ars (arsRDABC), a także dodatkowe geny związane z opornością na arsen. Zabarwienie hodowli, szczególnie w obecności arsenu sugeruje udział produkowanych przez izolat karotenoidów w ochronie przed stresem oksydacyjnym. As8PL rośnie w szerokim zakresie pH (7–12), zasolenia (do 15% NaCl) i temperatury (12–42°C) zarówno w warunkach tlenowych, jak i beztlenowych. Jego zdolność do przetrwania i wzrostu w ekstremalnych warunkach środowiskowych sprawia, że jest on obiecującym mikroorganizmem w kontekście zastosowań biotechnologii środowiskowej, szczególnie w bioremediacji terenów skażonych arsenem.

Arsenic is a metalloid whose presence in the environment poses a serious threat to human health and ecosystems. A bacterial strain designated Alkalihalophilus sp. As8PL was isolated from arsenic-contaminated areas. High-quality genome analysis (170× coverage, "complete genome" status) and phylogenetic analyses based on 16S rRNA sequences and the whole proteome revealed that As8PL represents a novel, previously undescribed species within the Alkalihalophilus genus. The As8PL isolate exhibits high arsenic resistance, tolerating up to 2% (w/o) arsenate(V). Its genome contains a complete ars operon (arsRDABC) as well as additional genes associated with arsenic resistance. The coloration of cultures, especially in the presence of arsenic, suggests the involvement of carotenoids produced by the isolate in protection against oxidative stress. As8PL grows across a broad range of pH (7–12), salinity (up to 15% NaCl), and temperature (12–42°C), under both aerobic and anaerobic conditions. Its ability to survive and thrive in extreme environmental conditions makes it a promising microorganism for applications in environmental biotechnology, particularly in the bioremediation of arsenic-contaminated sites.