INTERAKTÍVNA KONFERENCIA
MLADÝCH VEDCOV

Multiplatformové sekvenovanie nového probiotického kmeňa Lactiplantibacillus plantarum LS/07 pre stanovenie jeho genetickej bezpečnosti

Ľuboš Ambro 1 René Link 1 Anna Kamlárová 1 Ľuboš Kľučár 2 Dominik Hadžega 2 Vladimír Pevala 2 Roman Pantůček 3 Veronika Vrbovská 3 Ladislav Strojný 1

1Ústav experimentálnej medicíny, Lekárska fakulta UPJŠ v Košiciach, Košice, Slovenská republika
2Ústav molekulárnej biológie, Slovenská akadémia vied, Bratislava, Slovensko
3Ústav experimentální biologie, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita, Brno, Česká republika
lubos.ambro@upjs.sk

Lactiplantibacillus plantarum sa bežne nachádza vo fermentovaných potravinách a ako komenzálna baktéria je súčasťou črevnej mikrobioty človeka. Niektoré kmene L. plantarum majú prospešné vlastnosti a využívajú sa na prevenciu alebo liečbu črevných zápalových chorôb, avšak je známe, že prospešné účinky sú kmeňovo špecifické. Cieľom tejto štúdie bolo získať kompletne anotovaný genóm a plazmidy probiotického kmeňa L. plantarum LS/07, pri ktorom sa potvrdili prospešné účinky vo viacerých predklinických štúdiách (1, 2). Na základe získaných genomických dát sa vykonalo vyhľadávanie profágových sekvencií, mobilných elementov, génov pre možnú rezistenciu voči antibiotikám čím sa mala potvrdiť genetická bezpečnosť kmeňa pre humánne využitie. Bakteriálna genomická DNA bola sekvenovaná s využitím sekvenačných platforiem IonTorrent a PacBio RSII, purifikované bakteriálne plazmidy pomocou platforiem Illumina NovaSeq a Oxford Nanopore MinION. Kontigy DNA boli zložené pomocou assemblerov SPAdes a Unicycler, čím sa získal kompletný genóm o veľkosti 3 182 330 bp (pokrytie genómu 134 x) a päť plazmidov pLS07_1 (82 193 bp), pLS07_2 (54 690 bp), pLS07_3 (47 798 bp), pLS07_4 (43 553 bp), pLS07_5 (17 339 bp) so sekvenačným pokrytím 28x – 83x. Získané sekvencie boli anotované pomocou NCBI Prokaryotic Genome Annotation Pipeline. Analýza genómu  ukázala prítomnosť viacerých génov pre transpozičné elementy (tnpA, IS5, IS 30 a IS66, celkovo 35 génov), ktoré však často obsahujú inaktivujúce frameshifty (22 z 35 génov). Kandidátne gény pre rezistenciu voči antibiotikám boli identifikované výlučne na genóme: multidrug efflux SMR transporter (2 gény), small multidrug resistance protein (1 gén), tetracycline resistance MFS efflux pump (1 gén), class A beta-lactamase-related serine hydrolase (3 gény) a VanZ family protein (3 gény), ktoré vykazujú vysokú sekvenčnú podobnosť resp. zhodu s inými kmeňmi druhu L. plantarum. Genóm študovaného kmeňa obsahuje tri predikované integrované profágové sekvencie o veľkosti 79,3 kb, 50,9 kb a 39,3 kb, pričom sa ukázalo, že veľkosť a miesto integrácie sú kmeňovo špecifické. Identifikácia produkcie fágových častíc, proteomika sekretovaných a povrchových proteínov ako aj expresia plazmidových proteínov sú predmetom ďalšieho skúmania.

Tento výskum bol realizovaný s podporou projektov VEGA 1/0519/18, VVGS-2020-1506 a VVGS-2016-274.
1. Štofilová, J., Langerholc, T., Botta, C., Treven, P., Gradišnik, L., Salaj, R., Šoltésová, A., Bertková, I., Hertelyová, Z., Bomba, A. (2017). Cytokine production in vitro and in rat model of colitis in response to Lactobacillus plantarum LS/07. Biomedicine and Pharmacotherapy, 94, 1176–1185.
2. Kassayová, M., Bobrov, N., Strojný, L., Orendáš, P., Demečková, V., Jendželovský, R., Kubatka, P., Kisková, T., Kružliak, P., Fedoročko, P. (2016). Anticancer and immunomodulatory effects of Lactobacillus plantarum LS/07, inulin and melatonin in NMU-induced rat model of breast cancer. Anticancer Research, 36(6), 2719–2728.