МЕЖМИКРОБНОЕ РАСПОЗНАВАНИЕ «СВОЙ-ЧУЖОЙ» В ПАРЕ «ДОМИНАНТ-АССОЦИАНТ» ПРОБИОТИЧЕСКИХ ШТАММОВ ESCHERICHIA COLI М-17 И ESCHERICHIA COLI ЛЭГМ-18

Главная

Статья в Elpub

РУС ENG

Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2016; : 3-9

МЕЖМИКРОБНОЕ РАСПОЗНАВАНИЕ «СВОЙ-ЧУЖОЙ» В ПАРЕ «ДОМИНАНТ-АССОЦИАНТ» ПРОБИОТИЧЕСКИХ ШТАММОВ ESCHERICHIA COLI М-17 И ESCHERICHIA COLI ЛЭГМ-18

Бухарин О. В., Перунова Н. Б., Иванова Е. В., Андрющенко С. В.

https://doi.org/10.36233/0372-9311-2016-3-3-9

Аннотация

Цель. Разработанный ранее метод межмикробного распознавания «свой-чужой» в паре «доминант-ассоциант» использовать для оценки чужеродности пробиотических культур Escherichia coli М-17 (с островом патогенности) и Е. coli ЛЭГМ-18 (без острова патогенности). Материалы и методы. В качестве доминантов в работе использованы эталонные и клинические штаммы бифидобактерий, в качестве ассоциантов взяты культуры Е. coli М-17 и ЛЭГМ-18, различающиеся по наличию генов, кодирующих колибактин. Определение феномена микробного распознавания проводили по разработанному алгоритму (Бухарин О. В., ПеруноваН.Б., 2011), основанному на принципе индукции метаболитов в результате предварительного соинкубирования доминантов (бифидобактерий) с супернатантом ассоциантов и формирования обратной связи в паре «доминант-ассоциант». В качестве биологических характеристик исследуемых кишечных палочек были определенные ростовые свойства, биопленкообразование и антилизоцимная активность. Результаты. Тестирование культуры Е. coli М-17 выявило угнетение изучаемых биологических признаков, и она оценивалась как «чужая», вероятно, за счет наличия острова патогенности, тогда как Е. coli ЛЭГМ-18 (без этого фрагмента) резко усиливала свои биологические характеристики и подлежала оценке как «своя». Заключение. Использование межмикробного распознавания «свой-чужой» в паре «доминант-ассоциант» перспективно в качестве базового метода при отборе пробиотических штаммов и культур микроорганизмов для создания новых синбиотических композиций и пригодно для контроля за качеством пробиотической продукции.

Список литературы

1. Бондаренко В.М., Фиалкина С.В. Наличие генов генотоксина, ассоциированных с pks островом патогенности, у пробиотического штамма Escherichia coli М-17. Журн. микро-биол. 2012, 5: 25-27.

2. Бухарин О.В., Перунова Н.Б. Микробное распознование «свой-чужой» в условиях кишечного микросимбиоценоза человека. Журн. микробиол. 2011, 6: 46-51.

3. Бухарин О.В., Перунова Н.Б. Микросимбиоценоз. Екатеринбург: УрО РАН, 2014.

4. Бухарин О.В., Сгибнев А.В. Влияние метаболитов коринебактерий на антагонистическую активность НгОг-продуцирующих лактобацилл. Журн. микробиол. 2012, 4: 48-51.

5. Марков А.В., Куликов А.М. Гипотеза «иммунологического тестирования» партнеров - системы распознавания «своих» и «чужих» в исторической перспективе. Известия РАН. Серия биологическая. 2006, 4: 389-403.

6. Сгибнев А.В. Механизмы выживания бактерий в условиях окислительного стресса и дефицита ионов железа. Журн. микробиол. 2006, 4: 20-22.

7. Gibbs К. A., Urbanowski M.L., Greenberg Е.Р. Genetic determinants of self identity and social recognition in bacteria. Science. 2008, 321 (5886): 256-259.

8. Johnson J.R., Johnston B., Kuskowski M.A. et al. Molecular epidemiology and phylogenetic distribution of the Escherichia coli pks genomic island. J. Clin. Microbiol. 2008,46 (12): 3906-3911.

9. Jousime-Somers H., Summanen P. et al. Anaerobic Bacteriology Manual. Star Publishing; 2002.

10. Lypez-Larrea C. (ed.). Self and nonself. Landes Bioscience and Springer Science+Business Media. Adv. Experiment. Med. Biology. 2012, 738.

11. Martin P., Marcql., Magistro G. et al. Interplay between siderophores and colibactin genotoxin biosynthetic pathways in Escherichia coli. PLoSPathog. 2013,9 (7): e 1003437. doi: 10.1371/ journal, ppat. 1003437.

12. Nougayrede J.P., Homburg S., Taieb F. et al. Escherichia coli induces DNA double-strand breaks in eukaryotic cells. Science. 2006, 313 (5788): 848-851.

13. Roux A., Payne S.M., Gilmore M.S. Microbial telesensing: probing the environment for friends, foes, and food. Cell Host Microbe. 2009, 6 (2): 115-124.

14. Shank A. E., Kolter R. New developments in microbial interspecies signaling. Curr. Opin. Microbiol. 2009, 12(2): 205-214.

15. Wenren L.M., Sullivan N.L., Cardarelli L. et al. Two independent pathways for self-recognition in proteus mirabilis are linked by type Vi-dependent export. mBio. 2013, 4 (4): e00374-13. doi:10.1128/mBio.00374-13.

Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2016; : 3-9

INTERMICROBIAL «SELF-NON-SELF» DISCRIMINATION IN «DOMINANT-ASSO-CIANT» PAIR OF PROBIOTIC STRAINS OF ESCHERICHIA COLI M-17 AND E.COLI LEGM-18

Bukharin O. V., Perunova N. B., Ivanova E. V., Andryuschenko S. V.

https://doi.org/10.36233/0372-9311-2016-3-3-9

Abstract

Aim. To use earlier developed method of intermicrobial «self-non-self» discrimination in «dominant-associant» pair for the assessment of foreignness of probiotic cultures of Escherichia coli M-17 (with pathogenicity island) and E. coli LEGM-18 (without pathogenicity island). Materials and methods. As dominants reference and clinical strains of bifidobacteria were used in the work, cultures of E. coli M-17 and E. coli LEGM-18 were taken as associants, differing in the presence of genes which code colibactin. Detection of the phenomenon of microbial discrimination was conducted according to the developed algorithm (Bukharin O.V., Perunova N.B., 2011) based on the principle of metabolite induction as a result of preliminary coincubation of dominants (bifidobacteria) with supernatant of associants and the formation of feed back in «dominant-as-sociant» pair. Special growth properties, biofilm formation, and antilysozyme activity served as biological characteristics of investigated coliform bacteria. Results. Testing of E. coli M -17 culture revealed depression of biological properties under investigation and it was estimated as «non-self» possibly due to the presence of pathogenicity island whereas E. coli LEGM-18 (without this fragment) sharply strengthened its biological characteristics and was subjected to assessment as «self». Conclusion. Use of intermicrobial «self-non-self» discrimination in «dominant-associant» pair is promising as basic method when selecting probiotic strains and cultures for creation of new symbiotic compositions and is suitable for quality control of probiotic products.

References

1. Bondarenko V.M., Fialkina S.V. Nalichie genov genotoksina, assotsiirovannykh s pks ostrovom patogennosti, u probioticheskogo shtamma Escherichia coli M-17. Zhurn. mikro-biol. 2012, 5: 25-27.

2. Bukharin O.V., Perunova N.B. Mikrobnoe raspoznovanie «svoi-chuzhoi» v usloviyakh kishechnogo mikrosimbiotsenoza cheloveka. Zhurn. mikrobiol. 2011, 6: 46-51.

3. Bukharin O.V., Perunova N.B. Mikrosimbiotsenoz. Ekaterinburg: UrO RAN, 2014.

4. Bukharin O.V., Sgibnev A.V. Vliyanie metabolitov korinebakterii na antagonisticheskuyu aktivnost' NgOg-produtsiruyushchikh laktobatsill. Zhurn. mikrobiol. 2012, 4: 48-51.

5. Markov A.V., Kulikov A.M. Gipoteza «immunologicheskogo testirovaniya» partnerov - sistemy raspoznavaniya «svoikh» i «chuzhikh» v istoricheskoi perspektive. Izvestiya RAN. Seriya biologicheskaya. 2006, 4: 389-403.

6. Sgibnev A.V. Mekhanizmy vyzhivaniya bakterii v usloviyakh okislitel'nogo stressa i defitsita ionov zheleza. Zhurn. mikrobiol. 2006, 4: 20-22.

7. Gibbs K. A., Urbanowski M.L., Greenberg E.R. Genetic determinants of self identity and social recognition in bacteria. Science. 2008, 321 (5886): 256-259.

8. Johnson J.R., Johnston B., Kuskowski M.A. et al. Molecular epidemiology and phylogenetic distribution of the Escherichia coli pks genomic island. J. Clin. Microbiol. 2008,46 (12): 3906-3911.

9. Jousime-Somers H., Summanen P. et al. Anaerobic Bacteriology Manual. Star Publishing; 2002.

10. Lypez-Larrea C. (ed.). Self and nonself. Landes Bioscience and Springer Science+Business Media. Adv. Experiment. Med. Biology. 2012, 738.

12. Nougayrede J.P., Homburg S., Taieb F. et al. Escherichia coli induces DNA double-strand breaks in eukaryotic cells. Science. 2006, 313 (5788): 848-851.

13. Roux A., Payne S.M., Gilmore M.S. Microbial telesensing: probing the environment for friends, foes, and food. Cell Host Microbe. 2009, 6 (2): 115-124.

14. Shank A. E., Kolter R. New developments in microbial interspecies signaling. Curr. Opin. Microbiol. 2009, 12(2): 205-214.

МЕЖМИКРОБНОЕ РАСПОЗНАВАНИЕ «СВОЙ-ЧУЖОЙ» В ПАРЕ «ДОМИНАНТ-АССОЦИАНТ» ПРОБИОТИЧЕСКИХ ШТАММОВ ESCHERICHIA COLI М-17 И ESCHERICHIA COLI ЛЭГМ-18

Аннотация

INTERMICROBIAL «SELF-NON-SELF» DISCRIMINATION IN «DOMINANT-ASSO-CIANT» PAIR OF PROBIOTIC STRAINS OF ESCHERICHIA COLI M-17 AND E.COLI LEGM-18

Abstract

События