Новости

Sep 07, 2023

Характеристика двух литических бактериофагов, инфицирующих комплекс Streptococcus bovis/equinus (SBSEC) корейских жвачных животных.

Научные отчеты, том 13,

Том 13 научных докладов, номер статьи: 9110 (2023) Цитировать эту статью

Подробности о метриках

Комплекс Streptococcus bovis/equinus (SBSEC) является одной из наиболее важных бактерий рубца, продуцирующих молочную кислоту, вызывающих подострый рубцовый ацидоз. Несмотря на значимость бактерий рубца, литические бактериофаги (фаги), способные инфицировать SBSEC в рубце, охарактеризованы редко. Таким образом, мы описываем биологические и геномные характеристики двух литических фагов (обозначенных как vB_SbRt-pBovineB21 и vB_SbRt-pBovineS21), инфицирующих различные виды SBSEC, включая недавно обнаруженный S. ruminicola. Выделенные фаги SBSEC были морфологически сходны с Podoviridae и могли инфицировать другие роды молочнокислых бактерий, включая Lactococcus и Lactobacillus. Кроме того, они продемонстрировали высокую термическую стабильность и стабильность pH, и эти характеристики вызывают сильную адаптацию к среде рубца, например, низкий pH, обнаруженный при подостром ацидозе рубца. Геномная филогения показала, что оба фага были связаны с фагом C1 Streptococcus фишеттивируса. Однако они имели меньшее сходство нуклеотидов и различную геномную структуру, чем фаг C1. Бактериолитическую активность фага оценивали с использованием S. ruminicola, и фаги эффективно ингибировали рост планктонных бактерий. Более того, оба фага могут предотвращать образование бактериальных биопленок различных штаммов SBSEC и других бактерий, продуцирующих молочную кислоту, in vitro. Таким образом, недавно выделенные два фага SBSEC были классифицированы как новые представители фишеттивируса и могут рассматриваться как потенциальные агенты биоконтроля против бактерий SBSEC рубца и их биопленок.

Комплекс Streptococcus bovis/Streptococcus equinus (SBSEC) представляет собой группу комменсальных бактерий в желудочно-кишечном тракте человека и домашних животных, включая коров, коз и лошадей1. Группа SBSEC была классифицирована на основе фенотипических характеристик видов, включая Streptococcus (S.) equinus (синоним S. bovis), S. Gallolyticus subsp. Galloyticus, S. Gallolyticus subsp. пастерианус, S. Gallolyticus subsp. macedonicus, S. infantarius subsp. infantarius, S. lutetiensis и S. alactolyticus2. Недавно новый вид, S. ruminicola, выделенный от жвачных животных в Южной Корее, был предложен в качестве нового представителя с отличными биологическими свойствами среди штаммов этой группы3. Определенные (под)виды SBSEC вызывают клинические инфекции, такие как инфекционный эндокардит и бактериемия при колоректальном раке. Они также участвуют в метаболических нарушениях у животных, таких как подострый ацидоз рубца у жвачных животных4,5,6, что указывает на значимость этой группы как потенциальных патогенов.

Бактериофаги (фаги) естественным образом заражают бактерии посредством двух жизненных циклов репликации (литического и лизогенного) и обладают высокой специфичностью нацеливания на хозяина, избегая нарушений сообщества микробиома7. Уникальные свойства фагов делают их потенциальными антимикробными средствами для избирательной борьбы с некоторыми патогенными бактериями. Бактериальная биопленка, состоящая из внеклеточных полимерных веществ, обладает высокой устойчивостью к антибиотикам, теплу и кислым условиям, что приводит к увеличению устойчивости к противомикробным препаратам бактерий в абиотических и биотических сообществах8. Сообщалось, что фаги контролируют образование биопленок и проникают в существующую биопленку на поверхности планктонных клеток9. Фаги были обнаружены в рубце в количестве приблизительно 108 популяций частиц на грамм содержимого рубца10, однако мало что известно о биологических свойствах большинства фагов в строгих условиях культивирования. На данный момент известно 14 фагов, инфицирующих Streptococcus spp. были таксономически одобрены Международным комитетом по таксономии вирусов (ICTV; https://ictv.global/taxonomy), и в базе данных GenBank доступно около 800 полностью секвенированных геномов, включая фаги стрептококков. Однако исследования фагов, инфицирующих SBSEC, относительно немногочисленны, чем исследования других Streptococcus sp. несмотря на важность бактерий рубца. Только один геном изолята фага SBSEC φSb01 с морфотипами семейства Siphoviridae в настоящее время доступен на портале Genome Portal11 Объединенного института генома.