Vollständige Genomsequenz von Collinsella aerofaciens Isoliert aus dem Darm eines gesunden indischen Subjekts | Jiotower

GENOMANKÜNDIGUNG

Das Bakterium Collinsella aerofaciens ist bekannt für seine Fähigkeit, eine Reihe von Kohlenhydraten pflanzlichen und tierischen Ursprungs zu fermentieren und H2, Ethanol, kurzkettige Fettsäuren und Laktat im menschlichen Dickdarm zu produzieren (1). C. aerofaciens ist der Hauptverwerter von Laktose im menschlichen Dickdarm. Mehrere Studien zeigten, dass Collinsella und Bifidobacterium die Wirtsgallensäuren modifizieren können, um die Virulenz und Pathogenität von magensaftresistenten Pathogenen zu modulieren (2). Kürzlich wurde berichtet, dass eine veränderte Häufigkeit von Collinsella auch den Plasmacholesterinspiegel des Wirts beeinflussen kann (3). Um die Bedeutung von C. aerofaciens für Gesundheit und Krankheit zu verstehen, ist es wichtig, sein genomisches Repertoire zu untersuchen und Funktionen zu identifizieren, die möglicherweise die Physiologie des Wirts beeinflussen.

In der vorliegenden Studie, C. der Aerofaciens-Stamm indica wurde aus einer Stuhlprobe eines gesunden erwachsenen indischen Probanden isoliert. Eine ca. 500 mg Fäkalprobe wurde in 1 ml phosphatgepufferter Kochsalzlösung (PBS) resuspendiert, seriell im gleichen Puffer verdünnt und auf eine vorreduzierte Trypticase-Soja-Agarplatte (pH 7,3), ergänzt mit 5% (vol/vol) defibriniertem Schafsblut, plattiert. Bakterienzellen wurden mit vier oder fünf Glasperlen (3,00 mm) über die Oberfläche der Platten verteilt. Platten wurden für 48 h bei 37°C in einer anaeroben Workstation (Whitley DG250) gefüllt mit 80% N2, 10% CO2 und 10% H2 inkubiert. Eine Kolonie von C. aerofaciens wurde in 5 ml tryptischer Sojabrühe (TSB) für 48 h gezüchtet. Das Wachstum der Zellen in TSB wurde spektralphotometrisch überwacht. C. aerofaciens-Zellen wurden aus 2 ml Kultur durch Zentrifugation (8.000 × g für 3 min) geerntet und die genomische DNA nach der THSTI-Methode extrahiert (4).

Die gesamte Genomsequenzierung von C. aerofaciens wurde unter Verwendung von 2 verschiedenen DNA-Sequenzierungsplattformen durchgeführt, die von Illumina (HiSeq 2500 System) und Oxford Nanopore Technologies (MinION) stammen. Das PIK-Werkzeug wurde verwendet, um fehlerkorrigierte lange Nanoporen-Lesevorgänge und Illumina-Lesevorgänge zusammenzusetzen, die ein einzelnes zusammenhängendes Objekt erzeugten. Die assemblierte vollständige Genomsequenz von C. aerofaciens wurde durch Sanger-Sequenzierung ausgewertet. Das komplette Genom von C. aerofaciens Stamm indica ist 2.306.349 bp lang, mit 60,1% GC-Gehalt.

Die Analyse der 2,30-Mb-Genomsequenz von C. aerofaciens identifizierte 1.995 Gene, darunter 75 RNA-kodierende Gene. Das Genom hat 276 Subsysteme und ist angereichert mit Protein (231 offene Leserahmen ), Kohlenhydrat (226 ORFs), Aminosäure (200 ORFs), Cofaktor und Vitamin (102 ORFs) Stoffwechselfunktionen. Das C. aerofaciens-Genom ist auch mit Fettsäure-, Lipid- und Isoprenoid-Stoffwechselfunktionen angereichert (56 ORFs). Das C. aerofaciens-Genom weist jedoch mehrere Antibiotikaresistenzgene auf, wie β-lactamase, Tetracyclinresistenz und Ribosomenschutzfunktionen sowie Multiresistenz-Effluxpumpen, für die Unterkategorie Virulenz, Pathogenität und Krankheitsentwicklung wurde jedoch kein Gen nachgewiesen. Die vollständige Genomsequenz des C. aerofaciens-Stammes indica wird zu einem besseren Verständnis der Biologie des Kommensals und der molekularen Grundlagen seiner Dominanz im Darm indischer Probanden beitragen.