Published June 24, 2020
| Version v1
Publication
Open
Safety Assessment of a Nham Starter Culture Lactobacillus plantarum BCC9546 via Whole-genome Analysis
Creators
- 1. National Center for Genetic Engineering and Biotechnology
- 2. King Mongkut's University of Technology Thonburi
- 3. University of Arkansas for Medical Sciences
Description
Abstract The safety of microbial cultures utilized for consumption is vital for public health and should be thoroughly assessed. Although general aspects on the safety assessment of microbial cultures have been suggested, no methodological detail nor procedural guideline have been published. Herein, we propose a detailed protocol on microbial strain safety assessment via whole-genome sequence analysis. A starter culture employed in traditional fermented pork production, nham , namely Lactobacillus plantarum BCC9546, was used as an example. The strain's whole-genome was sequenced through several next-generation sequencing techniques. Incomplete plasmid information from the PacBio sequencing platform and shorter chromosome size from the hybrid Oxford Nanopore-Illumina platform were noted. The methods for 1) unambiguous species identification using 16S rRNA gene and average nucleotide identity, 2) determination of virulence factors and undesirable genes, 3) determination of antimicrobial resistance properties and their possibility of transfer, and 4) determination of antimicrobial drug production capability of the strain were provided in detail. Applicability of the search tools and limitations of databases were discussed. Finally, a procedural guideline for the safety assessment of microbial strains via whole-genome analysis was proposed.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تعد سلامة المزارع الميكروبية المستخدمة للاستهلاك أمرًا حيويًا للصحة العامة ويجب تقييمها بدقة. على الرغم من اقتراح جوانب عامة بشأن تقييم سلامة المزارع الميكروبية، لم يتم نشر أي تفاصيل منهجية أو مبادئ توجيهية إجرائية. هنا، نقترح بروتوكولًا مفصلاً حول تقييم سلامة السلالة الميكروبية من خلال تحليل تسلسل الجينوم الكامل. تم استخدام ثقافة البداية المستخدمة في إنتاج لحم الخنزير المخمر التقليدي، nham، وهي Lactobacillus plantarum BCC9546، كمثال. تم تسلسل جينوم السلالة بالكامل من خلال العديد من تقنيات التسلسل من الجيل التالي. ولوحظت معلومات بلازميد غير مكتملة من منصة تسلسل باكبيو وحجم كروموسوم أقصر من منصة أوكسفورد نانوبور- إلومينا الهجينة. تم تقديم طرق 1) تحديد الأنواع بشكل لا لبس فيه باستخدام جين 16S rRNA ومتوسط هوية النيوكليوتيدات، 2) تحديد عوامل الفوعة والجينات غير المرغوب فيها، 3) تحديد خصائص مقاومة مضادات الميكروبات وإمكانية نقلها، و 4) تحديد قدرة إنتاج الأدوية المضادة للميكروبات للسلالة بالتفصيل. ونوقشت إمكانية تطبيق أدوات البحث والقيود المفروضة على قواعد البيانات. وأخيرًا، تم اقتراح مبدأ توجيهي إجرائي لتقييم سلامة السلالات الميكروبية من خلال تحليل الجينوم الكامل.Translated Description (French)
Résumé La sécurité des cultures microbiennes utilisées pour la consommation est vitale pour la santé publique et doit être soigneusement évaluée. Bien que des aspects généraux sur l'évaluation de la sécurité des cultures microbiennes aient été suggérés, aucun détail méthodologique ni directive de procédure n'ont été publiés. Nous proposons ici un protocole détaillé sur l'évaluation de la sécurité des souches microbiennes via l'analyse de la séquence du génome entier. Une culture starter utilisée dans la production traditionnelle de porc fermenté, nham , à savoir Lactobacillus plantarum BCC9546, a été utilisée comme exemple. Le génome entier de la souche a été séquencé à l'aide de plusieurs techniques de séquençage de nouvelle génération. Des informations incomplètes sur les plasmides provenant de la plate-forme de séquençage PacBio et une taille de chromosome plus courte provenant de la plate-forme hybride Oxford Nanopore-Illumina ont été notées. Les méthodes pour 1) l'identification sans ambiguïté des espèces à l'aide du gène de l'ARNr 16S et de l'identité nucléotidique moyenne, 2) la détermination des facteurs de virulence et des gènes indésirables, 3) la détermination des propriétés de résistance aux antimicrobiens et de leur possibilité de transfert, et 4) la détermination de la capacité de production de médicaments antimicrobiens de la souche ont été fournies en détail. L'applicabilité des outils de recherche et les limites des bases de données ont été discutées. Enfin, une directive procédurale pour l'évaluation de l'innocuité des souches microbiennes via l'analyse du génome entier a été proposée.Translated Description (Spanish)
Resumen La seguridad de los cultivos microbianos utilizados para el consumo es vital para la salud pública y debe evaluarse exhaustivamente. Aunque se han sugerido aspectos generales sobre la evaluación de la seguridad de los cultivos microbianos, no se han publicado detalles metodológicos ni directrices de procedimiento. En este documento, proponemos un protocolo detallado sobre la evaluación de la seguridad de la cepa microbiana a través del análisis de la secuencia del genoma completo. Se utilizó como ejemplo un cultivo iniciador empleado en la producción tradicional de carne de cerdo fermentada, nham, a saber, Lactobacillus plantarum BCC9546. El genoma completo de la cepa se secuenció a través de varias técnicas de secuenciación de próxima generación. Se observó información incompleta del plásmido de la plataforma de secuenciación PacBio y un tamaño cromosómico más corto de la plataforma híbrida Oxford Nanopore-Illumina. Se proporcionaron en detalle los métodos para 1) la identificación inequívoca de especies utilizando el gen ARNr 16S y la identidad de nucleótidos promedio, 2) la determinación de factores de virulencia y genes indeseables, 3) la determinación de las propiedades de resistencia antimicrobiana y su posibilidad de transferencia, y 4) la determinación de la capacidad de producción de fármacos antimicrobianos de la cepa. Se discutió la aplicabilidad de las herramientas de búsqueda y las limitaciones de las bases de datos. Finalmente, se propuso una guía de procedimiento para la evaluación de la seguridad de las cepas microbianas a través del análisis del genoma completo.Files
s41598-020-66857-2.pdf.pdf
Files
(2.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:ee658fca567f1cb41de11af87bbeb687
|
2.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقييم سلامة مستنبت Nham Starter Lactobacillus plantarum BCC9546 عبر تحليل الجينوم الكامل
- Translated title (French)
- Évaluation de l'innocuité d'une culture de démarrage Nham Lactobacillus plantarum BCC9546 via l'analyse du génome entier
- Translated title (Spanish)
- Evaluación de seguridad de un cultivo iniciador de Nham Lactobacillus plantarum BCC9546 a través del análisis del genoma completo
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3037797091
- DOI
- 10.1038/s41598-020-66857-2
References
- https://openalex.org/W1825991320
- https://openalex.org/W1967007716
- https://openalex.org/W1976210789
- https://openalex.org/W1983403167
- https://openalex.org/W1995388920
- https://openalex.org/W2046892081
- https://openalex.org/W2096595394
- https://openalex.org/W2099753867
- https://openalex.org/W2100363512
- https://openalex.org/W2111776523
- https://openalex.org/W2119888547
- https://openalex.org/W2134852597
- https://openalex.org/W2158714788
- https://openalex.org/W2159982881
- https://openalex.org/W2175094144
- https://openalex.org/W2178043251
- https://openalex.org/W2181984099
- https://openalex.org/W2345791363
- https://openalex.org/W2544493586
- https://openalex.org/W2699445644
- https://openalex.org/W2746538447
- https://openalex.org/W2773260246
- https://openalex.org/W2781763834
- https://openalex.org/W2800865434
- https://openalex.org/W2900102202
- https://openalex.org/W2912218022
- https://openalex.org/W2921008416
- https://openalex.org/W2952167528
- https://openalex.org/W3028668450
- https://openalex.org/W844742492