Бактерии рода Bacillus на Международной космической станции
https://doi.org/10.55959/MSU0137-0952-16-78-3-5
Аннотация
С поверхностей оборудования российского сегмента Международной космической станции получены чистые культуры 19 штаммов спорообразующих бактерий. Изучение морфологических, культуральных и физиолого-биохимических свойств этих бактерий позволило отнести все штаммы к роду Bacillus. В результате использования методов MALDI-TOF и полногеномного секвенирования установлено, что из 19 штаммов бацилл шесть принадлежат к виду B. paralicheniformis, четыре – к B. pumilus, четыре – к B. subtilis, два – к B. cereus и один – к B. amyloliquefaciens. В соответствии с требованиями и нормами EUCAST 2023 изучена устойчивость полученных из российского сегмента Международной космической станции штаммов бацилл к таким антибиотикам, как имипенем, меропенем, ципрофлоксацин, левофлоксацин, норфлоксацин, ванкомицин, эритромицин, клиндамицин и линезолид. У 11 штаммов бацилл обнаружена резистентность к эритромицину, у пяти штаммов – к клиндамицину. Лишь по одному штамму проявили резистентость к имипенему, левофлоксацину и норфлоксацину соответственно. Анализ полного генома штаммов бактерий, у которых была обнаружена устойчивость к эритромицину и/или клиндамицину, позволил установить, что резистентность к этим антибиотикам у B. paralicheniformis штаммов SE71, SE131, SE181, SE182 и SE183 обеспечивает ген резистентности к антибиотикам ermD. У B. cereus SE43 устойчивость к эритромицину кодирует ген mphL.
Ключевые слова
Российский сегмент Международной космической станции,
бактерии рода Bacillus,
устойчивость к антибиотикам,
гены устойчивости,
Bacillus cereus,
Bacillus paralicheniformis
При поддержке: Исследование осуществлялось в рамках научного проекта по выполнению государственного задания МГУ №23-1-21 (регистрационный номер ЦИТИС 121032300094-7) без использования животных и без привлечения людей в качестве испытуемых.
Об авторах
Р. Р. Еникеев
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия
Россия
Еникеев Радмир Рустамович – аспирант кафедры микробиологии биологического факультета. Тел.: 8-495-939-42 23
119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
Л. М. Захарчук
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия
Россия
Захарчук Леонид Михайлович – докт. биол. наук, доц. кафедры микробиологии биологического факультета. Тел.: 8-495-939-42 23
119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
Список литературы
1. Checinska A., Probst A.J., Vaishampayan P., White J.R., Kumar D., Stepanov V.G., Fox G.E., Nilsson H.R., Pierson D.L., Perry J., Venkateswaran K. Microbiomes of the dust particles collected from the International Space Station and spacecraft assembly facilities. Microbiome. 2015;3(1):50–68.
2. Gauzere C., Godon J.J., Blanquart H., Ferreira S., Moularat S., Robine E., Moletta-Denat M. Core species in three sources of indoor air belonging to the human microenvironment to the exclusion of outdoor air. Sci. Total Environ. 2014;485–486:508–517.
3. Mora M., Wink L., Kogler I., Mahnert A., Rettberg P., Schwendner P., Demets R., Cockell C., Alekhova T., Klingl A., Krause R., Zolotariof A., Alexandrova A., Moissl-Eichinger C. Space Station conditions are selective but do not alter microbial characteristics relevant to human health. Nat. Commun. 2019;10(1):3990.
4. Bianco A., Capozzi L., Monno M.R., Del Sambro L., Manzulli V., Pesole G., Loconsole D., Parisi A. Characterization of Bacillus cereus group isolates from human bacteremia by whole-genome sequencing. Front. Microbiol. 2021;11:599524.
5. Alekhova T.A., Zakharchuk L.M., Tatarinova N.Y., Kadnikov V.V., Mardanov A.V., Ravin N.V. Skryabin K.G. Diversity of bacteria of the genus Bacillus on board of International Space Station. Dokl. Biochem. Biophys. 2015;465(1):104–107.
6. Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology. Second edition. The Firmicutes. Eds. P. De Vos, G. Garrity, D. Jones, N.R. Krieg, W. Ludwig, F.A. Rainey, K.H. Schleifer, and W.B. Whitman. N.Y.: Springer; 2009. 1450 pp.
7. Hrabak J., Chudackova E., Walkova R. Matrixassisted laser desorption ionization timeof flight (MALDITOF) mass spectrometry for detection of antibiotic resistance mechanisms: from research to routine diagnosis. Clin. Microbiol. Rev. 2013;26(1):103–114.
8. The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST). Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters. Version 13.0. 2023. http:// www.eucast.org.
9. Wood D.E., Salzberg S.L. Kraken: ultrafast metagenomic sequence classification using exact alignments. Genome Biol. 2014;15(3):R46.
10. Alcock B.P., Huynh W., Chalil R., et al. CARD 2023: expanded curation, support for machine learning, and resistome prediction at the comprehensive antibiotic resistance database. Nucleic Acids Res. 2023;51(D1):D690–D699.
11. Jeong D.W., Lee B., Heo S., Oh Y., Heo G., Le J.H. Two genes involved in clindamycin resistance of Bacillus licheniformis and Bacillus paralicheniformis identified by comparative genomic analysis. PLoS One. 2020;15(4):e0231274.
12. Anjum R., Krakat N. Detection of multiple resistances, biofilm formation and conjugative transfer of Bacillus cereus from contaminated soils. Curr. Microbiol. 2016;72:321–328.
13. Agersø Y., Bjerre K., Brockmann E., Johansen E., Nielsen B., Siezen R., Stuer-Lauridsen B., Wels M., Zeidan A.A. Putative antibiotic resistance genes present in extant Bacillus licheniformis and Bacillus paralicheniformis strains are probably intrinsic and part of the ancient resistome. PLoS One. 2019;14(1):e0210363.
14. Podlesek Z., Comino А., Herzog-Velikonja В., Grabnar М. The role of the bacitracin ABC transporter in bacitracin resistance and collateral detergent sensitivity. FEMS Microbiol. Lett. 2000;188(1):103–106.
15. Wang C., Sui Z., Leclercq S.O., Zhang G., Zhao M., Chen W., Feng J. Functional characterization and phylogenetic analysis of acquired and intrinsic macrolide phosphotransferases in the Bacillus cereus group. Environ. Microbiol. 2015;17(5):1560–1573.
16. Girlich D., Leclercq R., Naas T., Nordmann P. Molecular and biochemical characterization of the chromosome-encoded class a β-lactamase BCL-1 from Bacillus clausii. Antimicrob. Agents Chemother. 2007;51(11):4009–4014.
17. Burckhardt R.M., Escalante-Semerena J.C. In Bacillus subtilis, the SatA (formerly YyaR) acetyltransferase detoxifies streptothricin via lysine acetylation. Appl. Environ. Microbiol. 2017;83(21):e01590–17.
18. Bhattacharya S., Junghare V., Pandey N.K., Ghosh D. Patra H., Hazra S. An insight into the complete biophysical and biochemical characterization of novel class A beta-lactamase (Bla1) from Bacillus anthracis. Intern. J. Biol. Macromolec. 2020;145:510–526.
19. Cao M., Bernat B.A., Wang Z., Armstrong R.N., Helmann J.D. FosB, a cysteine-dependent fosfomycin resistance protein under the control of sigma (W), an extracytoplasmic-function sigma factor in Bacillus subtilis. J. Bacteriol. 2001;183(7):2380–2383.
20. Hansen L.H., Planellas M.H., Long K.S., Vester B. The order Bacillales hosts functional homologs of the worrisome cfr antibiotic resistance gene. Antimicrob. Agents Chemother. 2012;56(7):3563–3567.
21. Dunlap C.A., Kwon S., Rooney A.P., Kim S. Bacillus paralicheniformis sp. nov., isolated from fermented soybean paste. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2015;65(10):3487–3492.
22. Albaker W. Successful Treatment of Bacillus licheniformis peritonitis in peritoneal dialysis patient with intraperitoneal vancomycin: a case report. Int. Med. Case Rep. J. 2021;14:215–218.
23. Zhong C., Wang F., Zhou H., Liu J., Hu J., Chen Y. Bacteremia caused by accidental injection of Bacillus licheniformis microbiota modulator through the central venous catheter: a case report. Medicine. 2022;101(4):e28719.
24. Zhang Q., Zuo Z., Guo Y., Zhang T., Han Z., Huang S., Karama M., Saleemi M. K., Khan A., He C. Contaminated feed-borne Bacillus cereus aggravates respiratory distress post avian influenza virus H9N2 infection by inducing pneumonia. Sci. Rep. 2019;9(1):7231.
25. Schmid P.J., Maitz S., Kittinger C. Bacillus cereus in packaging material: molecular and phenotypical diversity revealed. Front. Microbiol. 2021;12:698974.
26. Hino C., Ozaki M., Kitahara T., Kouda K., Shikichi K., Nakamura I., Kawai S., Oie S. Peripheral parenteral nutrition solutions and bed bath towels as risk factors for nosocomial peripheral venous catheter-related bloodstream infection by Bacillus cereus. Int. J. Med. Sci. 2023;20(5):566–571.
27. Novikova N., De Boever P., Poddubko S., Deshevaya E., Polikarpov N., Rakova N., Coninx I., Mergeay M. Survey of environmental biocontamination on board the International Space Station. Microbiol. Res. 2006;157(1):5–12.
28. Kaminska P.S., Yernazarova, A., Drewnowska J.M., Zambrowski G., Swiecicka I. The worldwide distribution of genetically and phylogenetically diverse Bacillus cereus isolates harbouring Bacillus anthracis-like plasmids. Environ. Microbiol. Rep. 2015;7(5):738–745.
Рецензия
Для цитирования:
Еникеев Р.Р., Захарчук Л.М. Бактерии рода Bacillus на Международной космической станции. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2023;78(3):178-185. https://doi.org/10.55959/MSU0137-0952-16-78-3-5
For citation:
Yenikeyev R.R., Zakharchuk L.M. Bacteria of the genus Bacillus on the Russian segment of the International Space Statio n. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya. 2023;78(3):178-185. (In Russ.) https://doi.org/10.55959/MSU0137-0952-16-78-3-5
Просмотров:
203
Послать статью по эл. почте 