ИСТИНА

Мотивация и цель: Lautropia mirabilis — грамотрицательная, подвижная бактерия, факультативно-анаэробный кокк. Является компонентом микробиоты верхних дыхательных путей и ротовой полости.[1] Отмечено увеличение его доли в микробиоме у лиц с иммунодефицитами и метаболическими нарушениями.[2] На данный момент известно 42 полных генома данного вида. В ходе палеогеномных исследований человеческих останков нами реконструированы три древних генома L. mirabilis, возрастом 6012±28, 4447±22 лет и 500 лет, и проведён их функциональный и филогенетический анализ. Методы и алгоритмы: Образцы - постоянные зубы людей различных временных эпох, из коллекции Научно-исследовательского института и музея антропологии им. Д.Н. Анучина. Образец LM_6000 - 6012±28 лет BP, мужчина погребённый в курганном могильнике Прогресс 2 (Россия, Ставропольский край); LM_4400 - 4447±22 лет BP, мужчина погребенный в курганном могильнике Расшеватский 1 (Россия, Ставропольский край); и LM_500 - 500–600 лет — подросток погребённый в грунтовом могильнике Переславля-Залесского (Россия, Ярославская область). Древняя ДНК была выделена из порошка зубного цемента в “чистых” помещениях ООО “Биотехнологический Кампус”, методом сорбции на магнитных частицах по Rohland et al., 2018. Биоинформатическая обработка включала использование программных пакетов FastP, SPAdes, MetaBAT, PhyloPhlAn, CheckM, Roary, Prokka, BLAST, CRISPRDetect, ResFinder. Аутентификация древней ДНК осуществлялась с помощью MapDamage2. Филогенетический анализ проводился с использованием IQ-TREE. Для визуализации применялись библиотеки seaborn (Python) и iTOL. Результаты: Реконструированы и проанализированы три древних полных генома L. mirabilis: LM_6000, LM_4000 и LM_500. L. mirabilis является слабо изученным видом. Нами проведено построение филогенетического дерева известных современных геномов, с включением трех древних. Среди современных геномов выявлено 9 филогенетических клад с короткими генетическими дистанциями. Все три древних генома не входят в филогенетические клады современных штаммов L. mirabilis, однако два из них (LM_6000, LM_4000) образуют отдельную кладу с близкой генетической дистанцией. Из 116 известных для L. mirabilis факторов патогенности, у LM_4000 отсутствуют 14 генов, включая гены оперона жгутика, колонизации и пилей; у LM_500 отсутствуют отдельные гены жгутика и пилей, а у LM_6000— гены, связанные с колонизацией и пилями. Дополнительно была оценена степень рекомбинации и выявлен умеренный уровень горизонтального переноса генов. Анализ защитных систем у современных L. mirabilis показал, что 11 из 42 современных геномов этого вида содержат CRISPR-Cas системы типа I-E. Среди древних геномов, такую защитную систему удалось идентифицировать в LM_6000. По результатам анализа антибиотикорезистентности у четырёх современных штаммов были выявлены гены устойчивости к стрептомицину, тетрациклину, хлорамфениколу и сульфаметоксазолу. В древних геномах признаки антибиотикорезистентности не обнаружены. Выводы: Реконструированы и охарактеризованы три древних полных генома L. mirabilis, продемонстрированы значимые отличия от современных штаммов, включая потенциальную эволюционную утрату и/или приобретение генов, ассоциированных с патогенностью и устойчивостью к антибиотикам.