Gut microbiome of healthy people and patients with hematological malignancies in Belarus

Gut microbiota plays an important role in human health and the development of various diseases. We describe the intestinal microbiome of 31 healthy individuals and 29 patients who have hematological malignancies from Belarus. Bacteria that belong to Faecalibacterium, Blautia, Bacteroides, Ruminococcus, Bifidobacterium, Prevotella, Lactobacillus, and Alistipes genera were predominant in the gut of healthy people. Based on the dominant microbiota species, two enterotype-like clusters that are driven by Bacteroides and Blautia, respectively, were identified. A significant decrease in alpha diversity and alterations in the taxonomic composition of the intestinal microbiota were observed in patients with hematological malignancies compared to healthy people. The microbiome of these patients contained a high proportion of Bacteroides, Blautia, Faecalibacterium, Lactobacillus, Prevotella, Alistipes, Enterococcus, Escherichia-Shigella, Ruminococcus gnavus group, Streptococcus, and Roseburia. An increased relative abundance of Bacteroides vulgatus, Ruminococcus torques, Veillonella, Tuzzerella, Sellimonas, and a decreased number of Akkermansia, Coprococcus, Roseburia, Agathobacter, Lachnoclostridium, and Dorea were observed in individuals with hematological malignancies. Generally, the composition of the gut microbiome in patients was more variable than that of healthy individuals, and alterations in the abundance of certain microbial taxa were individually specific.Gut microbiota plays an important role in human health and the development of various diseases. We describe the intestinal microbiome of 31 healthy individuals and 29 patients who have hematological malignancies from Belarus. Bacteria that belong to Faecalibacterium, Blautia, Bacteroides, Ruminococcus, Bifidobacterium, Prevotella, Lactobacillus, and Alistipes genera were predominant in the gut of healthy people. Based on the dominant microbiota species, two enterotype-like clusters that are driven by Bacteroides and Blautia, respectively, were identified. A significant decrease in alpha diversity and alterations in the taxonomic composition of the intestinal microbiota were observed in patients with hematological malignancies compared to healthy people. The microbiome of these patients contained a high proportion of Bacteroides, Blautia, Faecalibacterium, Lactobacillus, Prevotella, Alistipes, Enterococcus, Escherichia-Shigella, Ruminococcus gnavus group, Streptococcus, and Roseburia. An increased relative abundance of Bacteroides vulgatus, Ruminococcus torques, Veillonella, Tuzzerella, Sellimonas, and a decreased number of Akkermansia, Coprococcus, Roseburia, Agathobacter, Lachnoclostridium, and Dorea were observed in individuals with hematological malignancies. Generally, the composition of the gut microbiome in patients was more variable than that of healthy individuals, and alterations in the abundance of certain microbial taxa were individually specific

Характеристика генома Mycobacterium tuberculosis генотипа Beijing кластера 100-32 с пре-широкой лекарственной устойчивостью

A whole genome sequencing was performed of strain M. tuberculosis 11502 (NCBI biosamples database, access code SAMN17832565) that was assigned to the Beijing genotype subtype B0/W148 of cluster 100-32, based on the MIRU- VNTR loci (n = 24) structure, a nd t hat exhibited pre-extended d rug resistance. M. tuberculosis 11502 was resistant to isoniazid, rifampicin, ethambutol, levofloxacin, and ethionamide, which correlated with the presence of mutations in the genes: resistance to isoniazid – the mutations in the fabG1 promoter (p.-8T>C), the katG promoter (p.S315T), to ethionamide – the mutations in ethA (deletion of T at position 4 335 027 (gatgc-gagc)); to fluoroquinolones – in the gyrA gene (p.D94G); to ethambutol – in the embB gene (p.M306I); to streptomycin – in the rpsL gene (p.K43R). M. tuberculosis 11502 genome (Gen- Bank NCBI access code – CP070338) contained 4 420 561 base pairs, 4 104 genes, 4 053 CDSs (coding proteins – 3 874) and differed from reference strain M. tuberculosis H37Rv by the presence of 2 055 mutations. A slight drift of mutations towards the G+C accumulation was revealed, which indicates the importance of maintaining a high G+C content in the Mycobacterium spp.genome Strain M. tuberculosis 11502 has a higher number of mutations in comparison to previously sequenced M. tuberculosis 4860 (GenBank Access Code, NCBI: CP053092) belonging to the LAM genotype (2055 vs. 1577 mutations), which may be a consequence of a longer circulation of M. tuberculosis 11502, or some biological features providing the promutagenic effect.Проведено полногеномное секвенирование штамма М. tuberculosis 11502 (база биообразцов NCBI, код доступа SAMN17832565), отнесенного, на основании структуры MIRU-VNTR локусов (n = 24), к генотипу Beijing подтипу B0/W148 кластеру 100-32 и проявлявшего пре-широкую лекарственную устойчивость. Штамм М. tuberculosis 11502 был резистентен к изониазиду, рифампицину, этамбутолу, левофлоксацину, этионамиду, что коррелировало с присутствием в резистоме мутаций в соответствующих генах: к рифампицину – мутации в генах rpoB (p.S450L), rpoC (p.I491T), к изониазиду – в промоторе гена fabG1 (g.-8T>C), промоторе katG (p.S315T), к этионамиду – в ethA (делеция Т в положении 4 335 027 (gatgc-gagc)); к фторхинолонам – в гене gyrA (p.D94G); к этамбутолу – в embB (p.M306I), к стрептомицину – в rpsL (p.K43R). Геном М. tuberculosis 11502 (код доступа GenBank NCBI – CP070338) содержит 4 420 561 пару оснований, 4 104 гена, 4 053 кодирующие последовательности (кодирующие белки – 3 874) и отличается от референтного штамма М. tuberculosis H37Rv присутствием 2 055 мутаций, при этом зарегистрирован незначительный дрейф мутаций в сторону накопления G+C, что свидетельствует о важности поддержания высокого содержания G+C в геноме микобактерий. Геном М. tuberculosis 11502 имеет большее количество мутаций в сравнении с ранее секвенированным штаммом М. tuberculosis 4860 (код доступа в GenBank, NCBI: CP053092.1), относящимся к генотипу LAM (2055 против 1577 мутаций), что может быть результатом более длительной или более активной циркуляции М. tuberculosis 11502, или существования биологических особенностей, обеспечивающих промутагенный эффект

Молекулярно-генетическая характеристика галотолерантного штамма Priestia megaterium БИМ В‑1314Д

Priestia megaterium BIM В‑1314D is a halotolerant strain able to adapt to osmotic stress. The analysis of a full nucleotide sequence of bacterium P. megaterium BIM В‑1314D has revealed that the genome of the studied strain is represented by one circular chromosome and nine plasmids, deposited in the database of GenBank NCBI under the registration number CP058262–CP058271. The size of the bacterial genome constitutes 5 984 922 base pairs with an average GC content of 37.7 %. The genome contains 6 187 genes where 5 978 were annotated as protein-enconding, 92 – as pseudogenes, 154 – as tRNA genes, 8 – as ncRNA, 47 – as rRNA. The genes responsible for synthesis and transport of betaine and proline osmolytes and transport of potassium ions ensuring the adaptation of strain P. megaterium BIM В‑1314D to osmotic stress were local-ized in the genome. Gene loci were defined encoding production of metabolites involved in the synthesis of phytohormones and polyamines accounting for the growth-promoting microbial ability. Gene clusters determining the synthesis of secondary metabolites, cold and heat shock proteins were revealed in the genome. The genome analysis of strain P. megaterium BIM В‑1314D provides the valuable data on the bacterial culture for stimulation of the plant growth in the salinized conditions.Priestia megaterium БИМ В‑1314Д – галотолерантный штамм, способный расти на средах с содержанием хлорида натрия до 15 % и стимулировать рост растений в условиях засоления. В результате анализа полной нуклеотидной последовательности бактерий P. megaterium БИМ B-1314Д установлено, что геном штамма P. megaterium БИМ В‑1314Д представлен одной кольцевой хромосомой и девятью плазмидами. Последовательность генома депонирована в ГенБанк НЦБИ под номерами CP058262–CP058271. Геном штамма P. megaterium БИМ B-1314Д имеет размер 5 984 922 пары оснований со средним содержанием ГЦ-пар 37,7 % и содержит 6 187 открытых рамок считывания, из них 5 978 аннотированы как кодирующие белки, 92 – как псевдогены, 154 – как гены тРНК, 8 – как гены нкРНК и 47 – как гены рРНК. В геноме идентифицированы гены, вероятно ответственные за синтез и транспорт осмолитов бетаина и пролина, транспорт ионов калия, что, предположительно, и обеспечивает адаптацию штамма P. megaterium БИМ B-1314Д к осмотическому стрессу. Определены генетические локусы, продукты которых могут участвовать в синтезе фитогормонов и полиаминов, которые, возможно, и обусловливают ростостимулирующую способность изучаемого штамма. В геноме идентифицированы кластеры генов, предположительно детерминирующие синтез вторичных метаболитов, белков холодового и теплового шока, определена локализация генов, связанных с устойчивостью к окислительному стрессу. Данные анализа генома штамма P. megaterium БИМ B-1314Д представляют ценную информацию для дальнейшего изучения возможности применения штамма P. megaterium БИМ B-1314Д для стимуляции роста растений в условиях засоления