Registration Number
0826U005153, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
popup.evolution
o
Чому дисертація має статус "Запланована"?
Title
Genomic and functional characterization of the probiotic potential of the Enterococcus sp. SB12 strain
Author
VIktoriia S. Mushynska,
popup.head Vasyl Y. Syrvatka
popup.head Oksana V. Shtapenko
popup.opponent Oksana Y. Zinchenko
popup.opponent Olena V. Moshynets
popup.review Andrii Z. Pylypets
popup.review Mariia R. Kozak
popup.rada
Institute of Animal Biology of the National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine
Description
Дисертаційна робота присвячена дослідженню геномних, біотехнологічних та функціональних властивостей штаму Enterococcus sp. SB12, ізольованого з традиційної овечої бринзи регіону Українських Карпат, а також оцінці його пробіотичного потенціалу, безпечності та впливу на мікробіом й оксидантно-антиоксидантний статус організму лабораторних тварин.
У першому розділі «Огляд літератури» наведено ґрунтовний аналіз вітчизняної та зарубіжної наукової літератури за напрямом дослідження, зокрема розкриті питання генетитичних та мікробіологічних особливостей ентерококів та їх біосинтетичний й пробіотичний потенцал.
У другому розділі «Умови, матеріали та методика проведення досліджень» розкрито особливості виконання експериментів, наведено основні застосунки та основні методики дослідження, для виконання поставлених задач у дисертаційній роботі.
У третьому розділі дисертаційної роботи представлено результати комплексного дослідження штаму Enterococcus sp. SB12, що охоплювали аналіз його геномних особливостей, оцінку мікробіологічних властивостей і біосинтетичного потенціалу в умовах in vitro, а також вивчення впливу на мікробіом і фізіолого-біохімічний стан лабораторних мишей в експериментах in vivo.
За результатами повногеномного секвенування встановлено, що геном штаму має розмір 2,69 Мб і представлений хромосомою та двома плазмідами. У його складі виявлено інтактні профагові ділянки та мобільні генетичні елементи. Порівняльний геномний аналіз підтвердив належність штаму до кластера ентерококів, асоційованих із ферментованими харчовими продуктами та пробіотичними культурами, а також відсутність плазмідних детермінант вірулентності та генів трансмісивної резистентності vanA і vanB.
Аналіз геному також дозволив охарактеризувати значний біосинтетичний потенціал штаму. Було ідентифіковано кластери генів, відповідальних за синтез бактеріоцинів різних класів, зокрема ентеролізину А, ентероцинів А, Р, L50a та SE-K4, а також III PKS. Крім того, виявлено локуси, пов’язані з метаболізмом галової кислоти, пірувату та аргініндеіміназним шляхом, жовчними кислотами та ненасиченими жирними кислотами (bsh, oleate hydratase), що можуть бути залучені до реалізації пробіотичних властивостей штаму. Незважаючи на наявність окремих хромосомних генів антибіотикорезистентності (AAC(6′)-Ii, efrA, eatAv, vanY), фенотипово штам залишався чутливим до терапевтично важливих антибактеріальних препаратів. Також встановлено, що за наявності генетичних детермінант синтезу біогенних амінів штам продукував лише незначні кількості тираміну.
Enterococcus sp. SB12 характеризується вираженою антагоністичою активністю щодо низки грампозитивних і грамнегативних тест-культур ( Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Mycobacterium smegmatis, Escherichia coli та Pseudomonas aeruginosa), високою стійкістю до несприятливих фізико-хімічних чинників in vitro (60 °С, 5 % NaCl; лізоциму в концентрації до 20 мг/мл у середовищі; рН 2,0). Отримані результати свідчать про потенційну здатність штаму долати бар’єри шлунково-кишкового тракту.
Також встановлено здатність досліджуваного штаму до синтезу та накопичення біологічно важливих вітамінів групи В (В₁, В₂, В₃, В₅, В₆) і аскорбінової кислоти. Крім того, штам характеризувався активним метаболізмом амінокислот із накопиченням у біомасі валіну, глутаміну, цистеїну та проліну. Це свідчить про його високий метаболічний потенціал і перспективність як продуцента функціонально цінних сполук. За допомогою MALDI-TOF мас-спектрометрії у безклітинному супернатанті штаму було виявлено два специфічні пептидні піки з молекулярними масами 1775 та 1883 Да, які можуть бути пов’язані з реалізацією антимікробної активності.
На основі метагеномного аналізу показано, що Enterococcus sp. SB12 здатний виживати та персистувати у шлунково-кишковому тракті лабораторних мишей. Пероральне введення культури протягом 29 днів супроводжувалося змінами у структурі кишкового мікробіому, що проявлялися збільшенням чисельності окремих представників коменсальної мікробіоти та зменшенням кількості деяких умовно-патогенних і потенційно прозапальних мікроорганізмів, зокрема представників родини Desulfovibrionaceae та роду Helicobacter.
Комплексна оцінка фізіолого-біохімічного статусу лабораторних тварин in vivo не виявила негативного впливу Enterococcus sp. SB12 за умов проведеного експерименту. Показники білкового, вуглеводного та ліпідного обміну, інтенсивність процесів пероксидного окиснення ліпідів і білків, а також активність каталази не відрізнялися від контрольних значень (p > 0,05). Водночас введення штаму протягом 29 днів супроводжувалося збільшенням маси тіла тварин без змін маси внутрішніх органів, що свідчить про сприятливий профіль безпечності, відсутність ознак токсичної дії та підтверджує перспективність використання Enterococcus sp. SB12 як пробіотичного штаму та продуцента біологічно цінних метаболітів.
Registration Date
2026-09-07
popup.nrat_date
2026-09-07 / 2026-09-07
