Роль микробиома кишечника медоносных пчел

УДК 638.12:579.61:579.864.1

Интерес авторов статьи к изучению микробиома кишечника медоносных пчел обусловлен антимикробным, иммуномодулирующим, нейромодулирующим потенциалом симбиотических микроорганизмов.

Использование лактобактерий и бифидобактерий в качестве пробиотиков, парапробиотиков, постбиотиков, ингридиентов в фармакологических препаратах и персонализированных продуктах питания постоянно расширяется.

До настоящего времени микробиом кишечника медоносных пчел не применяли в качестве источника пробиотиков. Полный метагеномный анализ микробиома с использованием алгоритмов поиска заданных генов и их комбинаций позволяет быстро и эффективно отбирать перспективные штаммы бактерий. Последующие геномный, транскриптомный, протеомный и метаболомный анализы дают возможность отобрать наиболее приемлемые в практическом отношении штаммы.

В перспективе предлагаемая технологическая платформа, отработанная на удобном модельном объекте — медоносной пчеле — позволит применять ее и на других животных объектах.

Ключевые слова: Apis mellifera, Lactobacillus, медоносные пчелы, микробиом кишечника, молочнокислые бактерии, ксенобиотики и пестициды, детоксикация.

Р.А. ИЛЬЯСОВ^1,2,3, М.В. МАРСОВА¹, А.С. КОВТУН¹,
А.А. ВАТЛИН¹, Р.А. ЮНЕС¹, Л.Р. ГАЙФУЛЛИНА²,
М.Д. КАСКИНОВА², А.Г. НИКОЛЕНКО²,
Х.В. КВОН³, В.Н. ДАНИЛЕНКО¹

¹Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, г. Москва;
²Институт биохимии и генетики, Уфимский федеральный исследовательский центр РАН, г. Уфа;
³Инчхонский национальный университет, Исследовательский центр насекомых переносчиков болезней, г. Инчхон, Корея

ЛИТЕРАТУРА
1. Averina O.V., Zorkina Y.A., Yunes R.A., Kovtun A.S., Ushakova V.M., Morozova A.Y., Kostyuk G.P., Danilenko V.N., Chekhonin V.P. Bacterial metabolites of human gut microbiota correlating with depression // International Journal of Molecular Sciences. — 2020. — V. 21. — №23. https://doi.org/10.3390/Ijms21239234.
2. Bleau N., Bouslama S., Giovenazzo P., Derome N. Dynamics of the honeybee (Apis mellifera) gut microbiota throughout the overwintering period in Canada // Microorganisms. — 2020. — V. 8. — №8. https://doi.org/10.3390/microorganisms8081146.
3. Hilgarth M., Redwitz J., Ehrmann M.A., Vogel R.F., Jakob F. Bombella favorum sp. nov. and Bombella mellum sp. nov., two novel species isolated from the honeycombs of Apis mellifera // International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. — 2021. — V. 71. — №2. https://doi.org/10.1099/ijsem.0.004633.
4. Ilyasov R.A., Gaifullina L.R., Saltykova E.S., Poskryakov A.V., Nikolenko A.G. Review of the expression of antimicrobial peptide defensin in honey bees Apis mellifera L. // Journal of Apicultural Science. — 2012. — V. 56. — №1. https://doi.org/10.2478/v10289-012-0013-y.
5. Kešnerová L., Emery O., Troilo M., Liberti J., Erkosar B., Engel P. Gut microbiota structure differs between honeybees in winter and summer // ISME J. — 2020. — V. 14. — №3. https://doi.org/10.1038/s41396-019-0568-8.
6. Kovtun A.S., Averina O.V., Alekseeva M.G., Danilenko V.N. Antibiotic resistance genes in the gut microbiota of children with autistic spectrum disorder as possible predictors of the disease // Microbial Drug Resistance. — 2020. — V. 26. — №11. https://doi.org/10.1089/mdr.2019.0325.
7. Marsova M., Poluektova E., Odorskaya M., Ambaryan A., Revishchin A., Pavlova G., Danilenko V. Protective effects of Lactobacillus fermentum U-21 against paraquat-induced oxidative stress in Caenorhabditis elegans and mouse models // World Journal of Microbiology & Biotechnology. — 2020. — V. 36. — №7. https://doi.org/10.1007/s11274-020-02879-2.
8. Nowak A., Szczuka D., Górczyńska A., Motyl I., Kręgiel D. Characterization of Apis mellifera gastrointestinal microbiota and lactic acid bacteria for honeybee protection-a review // Cells. — 2021. — V. 10. — №3. https://doi.org/10.3390/cells10030701.
9. Poluektova E., Yunes R., Danilenko V. The putative antidepressant mechanisms of probiotic bacteria: relevant genes and proteins // Nutrients. — 2021. — V. 13. — №5. https://doi.org/10.3390/nu13051591.
10. Saltykova E.S., Ben’kovskaia G.V., Sukhorukova O.V., Udalov M.B., Poskriakov A.V., Nikolenko A.G. Intraspecies variations of humoral immunity in honey bee Apis mellifera // Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology. — 2005. — V. 41. — №4.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ:
Ильясов Рустем Абузарович, д-р биол. наук, вед. науч.сотр., е-mail: apismell@hotmail.com;
Марсова Мария Викторовна, мл. науч. сотр., е-mail: masha_marsova@mail.ru;
Ковтун Алексей Сергеевич, канд. биол. наук, науч. сотр., е-mail: kovtunas25@gmail.com;
Ватлин Алексей Александрович, канд. биол. наук, ст. науч. сотр., е-mail: vatlin_alexey123@mail.ru;
Юнес Роман Абдуллаевич, канд. биол. наук, науч. сотр., е-mail: romanyunes@gmail.com;
Гайфуллина Луиза Римовна, канд. биол. наук, науч. сотр., е-mail: lurim78@mail.ru;
Каскинова Миляуша Дамировна, канд. биол. наук, науч. сотр., е-mail: kaskinovamilyausha@mail.ru;
Николенко Алексей Геннадьевич, д-р биол. наук, проф., е-mail: a-nikolenko@yandex.ru;
Квон Хюн Вук, д-р биол. наук, проф., е-mail: hwkwon@inu.ac.kr;
Даниленко Валерий Николаевич, д-р биол. наук, проф., е-mail: valerid@vigg.ru.

ROLE OF THE GUT MICROBIOME OF THE HONEY BEE

R.A. Ilyasov, M.V. Marsova, A.S. Kovtun, A.A.Vatlin, R.A. Yunes, L.R. Gaifullina, M.D. Kaskinova, A.G. Nikolenko, H.V. Kwon, V.N. Danilenko

Our interest in the study of the gut microbiome of the honey bees is due to its antimicrobial, immunomodulatory, neuromodulatory potential. The use of lactobacteria and bifidobacteria as probiotics, paraprobiotics, postbiotics, pharmaceutical ingredients and personalized food products is constantly expanding. Until now, the honeybee gut microbiome has not been used as a source of probiotics. A complete metagenomic analysis of the microbiome, using algorithms for searching for specified genes and their combinations, makes it possible to quickly and efficiently select promising strains of bacteria. Subsequent genomic, transcriptome, proteomic, and metabolomic analyzes make it possible to select the most practically acceptable strains. In the future, the proposed technological platform, tested at a convenient model of the honey bee, allows it to be used on other animals.

Keywords: Apis mellifera, Lactobacillus, honey bees, gut microbiome, lactic acid bacteria, xenobiotics and pesticides, detoxification.

«

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5

»