Полногеномный анализ пробиотического штамма Lactocaseibacillus – идентификация генетических детерминант продукции бактериоцинов как основа для стандартизации моно- и поликомпонентных пробиотиков

Thu, 20 Aug 2026 15:28:01 +0000

Цель.

Проведение полногеномного исследования и биоинформационного анализа штамма Lacticaseibacillus для подтверждения таксономической принадлежности, идентификации генетических детерминант метаболической активности, стрессоустойчивости и продукции бактериоцинов как критерия стандартизации моно- и поликомпонентных пробиотиков.

Материалы и методы.

Объектом исследования являлся штамм, выделенный от пациента колопроктологического профиля в 2024 г. Культивирование проводилось на среде MRS в микроаэрофильных условиях. Полногеномное секвенирование выполнено на платформе Oxford Nanopore Technologies MinION (ячейки R10.4.1). Сборка генома de novo осуществлена в Flye, оценка качества – QUAST. Таксономическая верификация проведена с использованием Kraken2 и расчета ANI. Функциональная аннотация выполнена в Bakta, поиск бактериоцинов – BAGEL4 и antiSMASH. Распределение белков по функциональным категориям проведено на основе аннотированного пула CDS.

Результаты.

В исследование включен один штамм, окончательно идентифицированный как Lacticaseibacillus rhamnosus. Получена завершенная сборка генома (2,98 Мб, 1 контиг, GC 46,7%, Busco 99,3%). Таксономическая принадлежность к L. rhamnosus подтверждена (ANI 99,0% с использованием референсного штамма NCTC1364). Было выявлено, что штамм наиболее близок к LOCK908. Идентифицированы гены метаболической пластичности (iolH, iolR, murR), биосинтеза витаминов (thi-кластер) и аминокислот (trpACFB, trpS2), стрессоустойчивости (dnaK, dnaJ, yidC) и колонизации (epsH). Выявлен кластер биосинтеза бактериоцинов класса IIc (15 ORF), включающий коровый пептид с гомологией к энтероцину X и к карноцину CP52, а также модули модификации, регуляции, иммунитета, транспорта и процессинга лидерного пептида. Обнаружен ген ORF8 фагового происхождения, значимый для разработки комбинированного препарата с фагами.

Выводы.

Штамм L. rhamnosus MRIVS-38065 характеризуется высокой метаболической пластичностью, метаболической автономностью, наличием полнофункционального кластера бактериоцинов и развитым адаптационным потенциалом. Совокупность генов, выявленных в данном штамме, является критерием для обоснования отнесения данного штамма к категории перспективных пробиотических кандидатов и целесообразность его использования в составе моно- и поликомпонентных препаратов, а также комбинированных биотерапевтических систем.

Шимановский Н.Л. on КМАХ

Цель.

Материалы и методы.

Результаты.

Выводы.