Published May 22, 2023 | Version v1
Publication Open

Safety assessment of Enterococcus lactis based on comparative genomics and phenotypic analysis

Creators

  • 1. Inner Mongolia Agricultural University
  • 2. Ministry of Agriculture and Rural Affairs
  • 3. Alexandria University
  • 4. Southwest University

Description

Enterococcus faecium is sometimes used in food production; however, its acquisition of antibiotic resistance has become an alarming health concern. The E. lactis species is closely related to E. faecium and has good probiotic potential. This study aimed to investigate the antibiotic resistance of E. lactis. We analyzed the antibiotic resistance phenotype and whole-genome sequences of 60 E. lactis isolates (23, 29, and 8 isolates from dairy products, Rice wine Koji, and human feces, respectively). These isolates showed varying degree of resistance to 13 antibiotics, and were sensitive to ampicillin and linezolid. The E. lactis genomes carried only a subset of commonly reported antibiotic resistance genes (ARGs) in E. faecium. Five ARGs were detected across the investigated E. lactis, including two universally present genes (msrC and AAC(6')-Ii) and three rarely detected ARGs (tet(L), tetM, and efmA). To identify other undescribed antibiotic resistance-encoding genes, a genome-wide association study was performed, returning 160 potential resistance genes that were associated with six antibiotics, namely chloramphenicol, vancomycin, clindamycin, erythromycin, quinupristin-dalfopristin, and rifampicin. Only around one-third of these genes encode known biological functions, including cellular metabolism, membrane transport, and DNA synthesis. This work identified interesting targets for future study of antibiotic resistance in E. lactis. The fact that the lower number of ARGs present in E. lactis supports that it may be an alternative to E. faecalis for use in the food industry. Data generated in this work is of interest to the dairy industry.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يستخدم براز المكورات المعوية في بعض الأحيان في إنتاج الغذاء ؛ ومع ذلك، أصبح اكتسابها لمقاومة المضادات الحيوية مصدر قلق صحي ينذر بالخطر. ترتبط أنواع E. lactis ارتباطًا وثيقًا بـ E. faecium ولديها إمكانات بروبيوتيك جيدة. هدفت هذه الدراسة إلى التحقيق في مقاومة المضادات الحيوية للإشريكية اللبنية. قمنا بتحليل النمط الظاهري لمقاومة المضادات الحيوية وتسلسلات الجينوم الكامل لـ 60 من عزلات E. Lactis (23 و 29 و 8 عزلات من منتجات الألبان ونبيذ الأرز Koji والبراز البشري، على التوالي). أظهرت هذه العزلات درجة متفاوتة من المقاومة لـ 13 مضادًا حيويًا، وكانت حساسة للأمبيسلين والخطوط الصلبة. حملت جينومات E. lactis فقط مجموعة فرعية من جينات مقاومة المضادات الحيوية المبلغ عنها بشكل شائع (ARGs) في E. faecium. تم الكشف عن خمسة من مجموعات ARG عبر E. lactis التي تم التحقيق فيها، بما في ذلك جينان موجودان عالميًا (msrC و AAC(6')- Ii) وثلاثة من مجموعات ARG التي نادراً ما تم اكتشافها (tet(L) و tetM و efmA). لتحديد جينات تشفير المقاومة للمضادات الحيوية الأخرى غير الموصوفة، أجريت دراسة ارتباط على مستوى الجينوم، أعادت 160 جين مقاومة محتمل كانت مرتبطة بستة مضادات حيوية، وهي الكلورامفينيكول، والفانكوميسين، والكليندامايسين، والإريثروميسين، وكينوبريستين- دالفوبريستين، والريفامبيسين. فقط حوالي ثلث هذه الجينات ترميز الوظائف البيولوجية المعروفة، بما في ذلك الأيض الخلوي، ونقل الغشاء، وتوليف الحمض النووي. حدد هذا العمل أهدافًا مثيرة للاهتمام للدراسة المستقبلية لمقاومة المضادات الحيوية في E.lactis. تدعم حقيقة أن العدد المنخفض من مجموعات ARG الموجودة في E. lactis أنه قد يكون بديلاً لـ E. facalis للاستخدام في صناعة الأغذية. البيانات التي تم إنشاؤها في هذا العمل تهم صناعة الألبان.

Translated Description (French)

Enterococcus faecium est parfois utilisé dans la production alimentaire ; cependant, son acquisition d'une résistance aux antibiotiques est devenue un problème de santé alarmant. L'espèce E. lactis est étroitement liée à E. faecium et a un bon potentiel probiotique. Cette étude visait à étudier la résistance aux antibiotiques d'E. lactis. Nous avons analysé le phénotype de résistance aux antibiotiques et les séquences du génome entier de 60 isolats d'E. lactis (23, 29 et 8 isolats de produits laitiers, Koji de vin de riz et excréments humains, respectivement). Ces isolats ont montré un degré de résistance variable à 13 antibiotiques et étaient sensibles à l'ampicilline et au linézolide. Les génomes d'E. lactis ne portaient qu'un sous-ensemble de gènes de résistance aux antibiotiques (Arg) couramment rapportés chez E. faecium. Cinq Arg ont été détectés dans l'ensemble de l'E. lactis étudié, dont deux gènes universellement présents (msrC et AAC(6') -Ii) et trois Arg rarement détectés (tet(L), tetM et efmA). Pour identifier d'autres gènes codant pour la résistance aux antibiotiques non décrits, une étude d'association à l'échelle du génome a été réalisée, renvoyant 160 gènes de résistance potentiels associés à six antibiotiques, à savoir le chloramphénicol, la vancomycine, la clindamycine, l'érythromycine, la quinupristine-dalfopristine et la rifampicine. Seulement environ un tiers de ces gènes codent des fonctions biologiques connues, y compris le métabolisme cellulaire, le transport membranaire et la synthèse de l'ADN. Ce travail a identifié des cibles intéressantes pour une étude future de la résistance aux antibiotiques chez E. lactis. Le fait que le nombre plus faible d'Arg présents dans E. lactis soutient qu'il peut être une alternative à E. faecalis pour une utilisation dans l'industrie alimentaire. Les données générées dans le cadre de ce travail présentent un intérêt pour l'industrie laitière.

Translated Description (Spanish)

Enterococcus faecium se utiliza a veces en la producción de alimentos; sin embargo, su adquisición de resistencia a los antibióticos se ha convertido en un problema de salud alarmante. La especie E. lactis está estrechamente relacionada con E. faecium y tiene un buen potencial probiótico. Este estudio tuvo como objetivo investigar la resistencia a los antibióticos de E. lactis. Analizamos el fenotipo de resistencia a antibióticos y las secuencias del genoma completo de 60 aislados de E. lactis (23, 29 y 8 aislados de productos lácteos, vino de arroz Koji y heces humanas, respectivamente). Estos aislados mostraron un grado variable de resistencia a 13 antibióticos y eran sensibles a la ampicilina y al linezolid. Los genomas de E. lactis portaban solo un subconjunto de genes de resistencia a antibióticos (ARG) comúnmente informados en E. faecium. Se detectaron cinco ARG en la E. lactis investigada, incluidos dos genes universalmente presentes (msrC y AAC(6')-Ii) y tres ARG raramente detectados (tet(L), tetM y efmA). Para identificar otros genes que codifican la resistencia a los antibióticos no descritos, se realizó un estudio de asociación de todo el genoma, devolviendo 160 genes de resistencia potenciales que se asociaron con seis antibióticos, a saber, cloranfenicol, vancomicina, clindamicina, eritromicina, quinupristina-dalfopristina y rifampicina. Solo alrededor de un tercio de estos genes codifican funciones biológicas conocidas, incluido el metabolismo celular, el transporte de membranas y la síntesis de ADN. Este trabajo identificó objetivos interesantes para futuros estudios de resistencia a antibióticos en E. lactis. El hecho de que el menor número de ARG presentes en E. lactis respalda que puede ser una alternativa a E. faecalis para su uso en la industria alimentaria. Los datos generados en este trabajo son de interés para la industria láctea.

Files

pdf.pdf

Files (5.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:7c62f699b3387a0d143dd5bbdcf85fc9
5.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تقييم سلامة المكورات المعوية اللبنية بناءً على علم الجينوم المقارن والتحليل الظاهري
Translated title (French)
Évaluation de l'innocuité d'Enterococcus lactis basée sur la génomique comparative et l'analyse phénotypique
Translated title (Spanish)
Evaluación de seguridad de Enterococcus lactis basada en genómica comparativa y análisis fenotípico

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4377293158
DOI
10.3389/fmicb.2023.1196558

Is supplement to
https://openalex.org/W3193114199 (Other)
https://openalex.org/W2460761164 (Other)
https://openalex.org/W2170999394 (Other)
https://openalex.org/W2170747916 (Other)
https://openalex.org/W2138580791 (Other)
https://openalex.org/W2116290844 (Other)
https://openalex.org/W2025880650 (Other)
https://openalex.org/W2004661882 (Other)
https://openalex.org/W1596104075 (Other)
https://openalex.org/W1519064016 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W140249591
  • https://openalex.org/W1565544659
  • https://openalex.org/W1976068581
  • https://openalex.org/W1976667730
  • https://openalex.org/W2021601713
  • https://openalex.org/W2026720129
  • https://openalex.org/W2030513019
  • https://openalex.org/W2035166517
  • https://openalex.org/W2051313751
  • https://openalex.org/W2052038013
  • https://openalex.org/W2053790529
  • https://openalex.org/W2059939367
  • https://openalex.org/W2070678009
  • https://openalex.org/W2080131091
  • https://openalex.org/W2085998013
  • https://openalex.org/W2096093282
  • https://openalex.org/W2114140319
  • https://openalex.org/W2115694031
  • https://openalex.org/W2117438470
  • https://openalex.org/W2122673596
  • https://openalex.org/W2127036970
  • https://openalex.org/W2129933858
  • https://openalex.org/W2132023322
  • https://openalex.org/W2143837771
  • https://openalex.org/W2166435440
  • https://openalex.org/W2168967909
  • https://openalex.org/W2170807437
  • https://openalex.org/W2206761494
  • https://openalex.org/W2316777574
  • https://openalex.org/W2474357912
  • https://openalex.org/W2554414896
  • https://openalex.org/W2610656577
  • https://openalex.org/W2770281142
  • https://openalex.org/W2771070148
  • https://openalex.org/W2911646665
  • https://openalex.org/W2927961455
  • https://openalex.org/W2928165031
  • https://openalex.org/W2964334812
  • https://openalex.org/W3001709652
  • https://openalex.org/W3006549564
  • https://openalex.org/W3007238577
  • https://openalex.org/W3036319615
  • https://openalex.org/W3082926243
  • https://openalex.org/W4223583911
  • https://openalex.org/W4293041735