从一名健康人的粪便样本中分离出的Limosilactobacillus reuteri菌株iVE-9的完整基因组序列

《Microbiology Resource Announcements》：Complete genome sequence of Limosilactobacillus reuteri strain iVE-9, isolated from the fecal sample of a healthy human

Limosilactobacillus reuteri iVE-9基因组测序显示其含多类有益代谢产物基因簇，包括产多糖、B维生素、细菌素、吲哚-3-乳酸及γ-氨基丁酸合成相关基因，且无抗生素耐药或致病基因，提示其作为益生菌具有调节免疫、改善肠道及神经健康潜力。

　　

摘要

Limosilactobacillus reuteri栖息在多种宿主的胃肠道中。本文介绍了一个人类分离株L. reuteri iVE-9的完整基因组序列，该分离株编码多种潜在有益的代谢特性，包括产生胞外多糖、B族维生素、细菌素、吲哚-3-乳酸和γ-氨基丁酸。

公告

Limosilactobacillus reuteri已从人类、多种动物（1–3）以及发酵食品（4–6）中分离出来。人们广泛研究了L. reuteri，以了解其如何适应宿主环境并分化为特定宿主的谱系（1）。关于L. reuteri的临床试验显示，它对增强免疫力（7）和预防多种胃肠道疾病（8）具有积极作用。此外，某些特定菌株还具备多种有益特性，如产生抗菌化合物（9、10）、B族维生素（11）、免疫调节因子（12）和胞外多糖（13）。

L. reuteri iVE-9是从美国内布拉斯加州的一名健康女性体内获得的。研究人员使用捐赠的粪便样本，在含有二糖帕拉金糖（作为唯一碳水化合物）的37°C厌氧发酵培养基（14，pH 7.0）中进行了接种。混合物培养过夜后，每24小时更换一次培养基（15）。96小时后，该菌株被接种到含有帕拉金糖作为唯一碳水化合物的MRS（BD Difco配方）琼脂平板上，并通过Sanger测序技术，使用引物Bact8F（AGAGTTTGATCCTGGCTCAG）和Bact1492R（GGYTACCTTGTTACGACTT）对16S rRNA基因进行了鉴定（16）。

为了提取DNA，L. reuteri iVE-9在37°C的厌氧条件下于标准MRS肉汤中培养至指数期后期。培养物通过离心法沉淀后送往CD Genomics（美国纽约州雪莉市）。按照制造商的说明，使用DNeasy UltraClean Microbial试剂盒（Qiagen）提取总基因组DNA。然后，将DNA切割成10 kb的片段，用于构建SMRTbell（v.3.0）文库，并在PacBio Revio（v.2化学体系）上进行测序。数据处理使用SMRT Link 8.0软件完成。

共获得了146,905条读段（平均长度19,713 bp；N₅₀ = 19,873 bp），这些读段经过Canu（v.2.1.1）校正和修剪后，使用Flye（v.2.9.1）和默认参数组装成一个环状contig（2,161,134 bp；GC含量38.89%）。通过PGAP（v.6.10）（17）进行注释，鉴定出2,131个蛋白质编码基因、73个tRNA、18个rRNA和1个tmRNA。进一步使用Prokka（v.1.14.6）（18）、eggNOG-mapper（v.2）（19）和BAGEL4（20）进行了额外注释。dbCAN3（21）鉴定出26个与糖苷水解酶家族相关的基因簇，这些酶参与α-葡聚糖、淀粉和几丁质代谢。通过Roary（v.3.13）（2322），确定iVE-9在系统发育上属于L. reuteri II谱系（包含人类和食草动物分离株）。所有软件均使用默认参数。

研究了iVE-9可能为宿主带来的优势特性（图1）。未检测到抗生素抗性或毒力基因（CARD RGI [24]和VFDB [25]）。鉴定出的基因涉及应激抵抗（26>）、色氨酸代谢为抗炎化合物吲哚-3-乳酸（27>）以及神经递质γ-氨基丁酸的产生和运输（28>），这些特性可能对心理健康有益。基因组中含有参与胞外多糖合成的基因簇（29）和抗菌细菌素的产生（30）。此外，通过KEGG数据库，我们还找到了B族维生素的合成途径（31）。总之，L. reuteri iVE-9的基因组表明它具有潜在的益生菌特性，可能对人类健康有益。

图1

图1Limosilactobacillus reuteri iVE-9的基因组图：从内圈到外圈依次表示刻度标记（Mbp）、CDS反向链（浅绿色）、CDS正向链（浅绿色）、GC含量（粉色）、GC偏斜度（粉色）以及具有益生菌特性的基因（应激抵抗：红色；胞外多糖：紫色；细菌素：绿色；B族维生素：蓝色；吲哚-3-乳酸：黄色；γ-氨基丁酸产生：橙色）。该图由Proksee生成（32）。

致谢

作者感谢Jens Walter对手稿提供的反馈。本研究利用了内布拉斯加大学的Holland计算中心，该中心得到了内布拉斯加大学研究与发展办公室以及内布拉斯加研究计划的支持。所有作者均隶属于Synbiotic Health公司，该公司为这项研究提供了资金支持。