Προσδιορισμός και κατανομή του μικροβιώματος στο πεπτικό σύστημα του εδώδιμου χερσαίου σαλιγκαριού Cornu aspersum maxima μέσω αλληλούχησης του 16S rRNA
Creators: name: Κυρίτση, Μαρία Ευάγγελου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2022
Subjects: μικροβίωμα
πεπτικό σύστημα
μεταγονιδιωματική
microbiome
Cornu aspersum
metagenomics

description: Οι συμβιωτικοί μικροοργανισμοί του εντέρου συμβάλλουν στη διατήρηση της ομοιόστασης και στους μηχανισμούς άμυνας ενάντια σε παθογόνα. Η ισορροπία μεταξύ των μικροβιακών κοινοτήτων με τον ξενιστή διαταράσσεται από παθογόνους μικροοργανισμούς οδηγώντας σε δυσβίωση, και η αναβίωση επιτυγχάνεται με τη χρήση προβιοτικών μικροοργανισμών. Έχουν διεξαχθεί περιορισμένες έρευνες για το εντερικό μικροβίωμα σε χερσαία σαλιγκάρια με Αλληλούχηση Επόμενης Γενιάς (NGS). Στην παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε μεταγονιδιωματική ανάλυση με αλληλούχηση των υπερμεταβλητών περιοχών V3–V4 του γονιδίου του 16S rRNA για τον προσδιορισμό, αρχικά, της σύστασης και χωρικής κατανομής των βακτηριακών κοινοτήτων στον πεπτικό σωλήνα των εκτρεφόμενων χερσαίων σαλιγκαριών Cornu aspersum maxima και, έπειτα, των μεταβολών στη βακτηριακή σύσταση του εντέρου και των απεκκριμάτων των σαλιγκαριών ύστερα από χορήγηση του προβιοτικού Lactobacillus plantarum Sgs14 και του παθογόνου Listeria monocytogenes SN3 μέσω της τροφής. Η Ανάλυση Κύριων Συντεταγμένων (PCoA) έδειξε ότι τα διαφορετικά τμήματα του πεπτικού συστήματος του C. aspersum maxima διαχωρίζονται με βάση τη βακτηριακή τους σύσταση. Από τη φυλογενετική ταξινόμηση των αλληλουχιών προέκυψε η κυριαρχία μη καλλιεργήσιμων βακτηρίων κατά μήκος του πεπτικού συστήματος των σαλιγκαριών και η ύπαρξη βακτηριακών ομάδων που σχετίζονται με τη διάσπαση των φυτικών ινών που καταναλώνουν τα σαλιγκάρια. H σύσταση των βακτηριακών πληθυσμών διέφερε στο έντερο και τα απεκκρίματα ανεξαρτήτως χορήγησης ή μη προβιοτικού ή παθογόνου, κυρίως λόγω της χαμηλότερης αφθονίας των μη καλλιεργήσιμων βακτηρίων στα απεκκρίματα. Το L. plantarum Sgs14 εντοπίστηκε σε υψηλή αφθονία στο έντερο των σαλιγκαριών έπειτα από χορήγησή του μέσω της τροφής, επιβεβαιώνοντας την ικανότητα προσκόλλησής του στον εντερικό βλεννογόνο των σαλιγκαριών. Επιπλέον, οι βακτηριακές κοινότητες του εντέρου και των απεκκριμάτων φάνηκε να επηρεάστηκαν από την κατανάλωση του παθογόνου SN3, ενώ με παράλληλη χορήγηση του προβιοτικού Sgs14 δεν παρατηρήθηκαν έντονες μεταβολές. Η παρούσα εργασία αποτελεί τον πρώτο χαρακτηρισμό του βακτηριακού μικροβιώματος των εκτρεφόμενων σαλιγκαριών C. aspersum maxima μέσω NGS, τόσο κατά μήκος του πεπτικού συστήματος όσο και σε συνθήκες χορήγησης προβιοτικών ή/και παθογόνων βακτηρίων
description: Microbial communities that co-exist within the gut are crucial for the maintenance of immune homeostasis and defense mechanisms against pathogens. The fine balance between microbial communities and the host is disrupted by pathogenic microorganisms leading to dysbiosis, and rebiosis can be achieved with the administration of probiotics. Gut microbiome studies in land snails through Next Generation Sequencing (NGS) are limited. In the present study, metagenomic analysis was performed by sequencing the V3–V4 hypervariable regions of the 16S rRNA gene to determine, firstly, the composition and spatial distribution of the bacterial communities in the digestive tract of farmed land snails Cornu aspersum maxima, and secondly changes in the bacterial composition in snails’ intestine and feces following dietary administration of the probiotic strain Lactobacillus plantarum Sgs14 and the hypervirulent strain Listeria monocytogenes SN3. Principal Coordinates Analysis (PCoA) revealed that the different parts of the digestive system of C. aspersum maxima are distinguished based on their bacterial composition. Phylogenetic analysis revealed the dominance of uncultured bacteria along the snails’ gastrointestinal tract and the presence of bacterial groups associated with digestion of plant fiber consumed by snails. Bacterial community composition differed between intestine and feces regardless of probiotic or pathogen administration, mainly due to lower abundance levels of uncultured bacteria in feces. L. plantarum Sgs14 was detected in high abundance in the intestine of snails when ingested by dietary supplementation, confirming its capacity to adhere to intestinal mucosa of snails. Furthermore, bacterial community composition appeared to be affected by dietary administration of the pathogenic strain SN3, while no profound changes were observed with simultaneous administration of the probiotic strain Sgs14. This study is the first characterization of bacterial microbiome through NGS along the digestive tract of farmed C. aspersum maxima snails, as well as after administration of probiotic or/and pathogenic strains.