Characteristics of Bacillus cereus complex Group Strains Isolated from Permafrost in Yakutia for Assessment of Microbiological Risks During Climate Change

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Strains of Bacillus genus were isolated from soil samples in the permafrost region (Yakutia, Russia). The phenotypic characteristics of the strains are given. The analysis of the obtained data made it possible to assign them to the group Bacillus cereus complex. PCR analysis made it possible to determine the profile of B. cereus toxin synthesis genes in the genomes of the studied strains. Genetic characterization was obtained by RAPD genotyping and using MLVA loci used for genotyping of the anthrax pathogen. The results of genotyping at different levels of resolution made it possible to differentiate the studied strains from the B. anthracis species, to show their intraspecific genetic differences and the degree of relationship. Whole genome sequencing was carried out, based on the data of which MLST genotyping was carried out, which revealed 2 known sequence types and one new one, described for the first time in this work. The results obtained are of practical importance and are extremely interesting from the point of view of the evolution and phylogeography of the B. cereus complex group, since the fact that strains were isolated from permafrost suggests that their age may be much older than expected.

About the authors

Y. O. Goncharova

State Research Center for Applied Microbiology and Biotechnology

Author for correspondence.
Email: iulia.belay@yandex.ru
Russia, 142279, Moscow region, Obolensk

V. S. Timofeev

State Research Center for Applied Microbiology and Biotechnology

Email: ignatov@obolensk.org
Russia, 142279, Moscow region, Obolensk

A. V. Brushkov

Moscow State University M.V. Lomonosov; Tyumen State University

Email: ignatov@obolensk.org
Russia, 119991, Moscow; Russia, 625003, Tyumen

T. B. Kravchenko

State Research Center for Applied Microbiology and Biotechnology

Email: ignatov@obolensk.org
Russia, 142279, Moscow region, Obolensk

I. V. Bahtejeva

State Research Center for Applied Microbiology and Biotechnology

Email: ignatov@obolensk.org
Russia, 142279, Moscow region, Obolensk

G. M. Titareva

State Research Center for Applied Microbiology and Biotechnology

Email: ignatov@obolensk.org
Russia, 142279, Moscow region, Obolensk

V. I. Solomentsev

State Research Center for Applied Microbiology and Biotechnology

Email: ignatov@obolensk.org
Russia, 142279, Moscow region, Obolensk

A. A. Sizova

State Research Center for Applied Microbiology and Biotechnology

Email: ignatov@obolensk.org
Russia, 142279, Moscow region, Obolensk

A. G. Bogun

State Research Center for Applied Microbiology and Biotechnology

Email: ignatov@obolensk.org
Russia, 142279, Moscow region, Obolensk

K. V. Khlopova

State Research Center for Applied Microbiology and Biotechnology

Email: ignatov@obolensk.org
Russia, 142279, Moscow region, Obolensk

R. I. Mironova

State Research Center for Applied Microbiology and Biotechnology

Email: ignatov@obolensk.org
Russia, 142279, Moscow region, Obolensk

V. V. Evseeva

State Research Center for Applied Microbiology and Biotechnology

Email: ignatov@obolensk.org
Russia, 142279, Moscow region, Obolensk

S. G. Ignatov

State Research Center for Applied Microbiology and Biotechnology; Moscow State University M.V. Lomonosov

Author for correspondence.
Email: ignatov@obolensk.org
Russia, 142279, Moscow region, Obolensk; Russia, 119991, Moscow

References

  1. Stepanov I., Makarov I., Makarova E. et al. // Climatic Change. 2023. V. 176. № 4. P. 39. https://doi.org/10.1007/s10584-023-03512-5
  2. Baldwin V.M. // Front. Microbiol. 2020. P. 11. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.01731
  3. Carroll L.M., Kovac J., Miller R.A., Wiedmann M. // Appl. Environ. Microbiol. 2017. V. 83. № 17. e01096-17. https://doi.org/10.1128/AEM.01096-17
  4. Jovanovic J., Ornelis V.F.M., Madder A., Rajkovic A. // Compr. Rev. Food. Sci. Food. Saf. 2021. V. 20. № 4. P. 3719–3761. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12785
  5. Маринин Л.И., Онищенко Г.Г., Кравченко Т.Б., Дятлов И.А., Тюрин Е.А., Степанов А.В. Сибирская язва человека: эпидемиология, профилактика, диагностика, лечение. / М.: ЗАО МП Гигиена, 2008. 416 с.
  6. Маринин Л.И., Дятлов И.А., Мокриевич А.Н. Методы изучения биологических и молекулярно-генетических свойств возбудителя сибирской язвы: учебно-методическое пособие. / Ред. И.А. Дятлов. М.: Издательство “Династия”, 2021. 240 с.
  7. Drean P., Fox E.M. // Methods Mol. Biol. 2015. № 1301. P. 71–83. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-2599-5_7
  8. Daffonchio D., Borin S., Frova G., Gallo R., Mori E., Fani R. et al. // Appl. Environ. Microbiol. 1999. V. 65. № 3. P. 1298–303. https://doi.org/10.1128/AEM.65.3.1298-1303.1999
  9. Oh M.H., Ham J.S., Cox J.M. // Int. J. Food Microbiol. 2012. V. 152. № 1–2. P. 1–8. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2011.09.018
  10. Ripabelli G., McLauchlin J., Mithani V., Threlfall E.J. // Lett. Appl. Microbiol. 2000. V. 30. № 5. P. 358–63. https://doi.org/10.1046/j.1472-765x.2000.00729.x
  11. Hill K.K., Ticknor L.O., Okinaka R.T., Asay M., Blair H., Bliss K.A. et al. // Appl. Environ. Microbiol. 2004. V. 70. № 2. P. 1068–1080. https://doi.org/10.1128/AEM.70.2.1068-1080.2004
  12. Helgason E., Okstad O.A., Caugant D.A., Johansen H.A., Fouet A., Mock M., Hegna I., Kolstø A.B. // Appl. Environ. Microbiol. 2000. V. 66. № 6. P. 2627–2630. https://doi.org/10.1128/AEM.66.6.2627-2630.2000
  13. Helgason E., Tourasse N.J., Meisal R., Caugant D.A., Kolstø A.B. // Appl. Environ. Microbiol. 2004. V. 70. № 1. P. 191–201. https://doi.org/10.1128/AEM.70.1.191-201.2004
  14. Priest F.G., Barker M., Baillie L.W., Holmes E.C., Maiden M.C. // J. Bacteriol. 2004. V. 186. № 23. P. 7959–7970. https://doi.org/10.1128/JB.186.23.7959-7970.2004
  15. Keim P., Price L.B., Klevytska A.M., Smith K.L., Schupp J.M., Okinaka R. et al. // J. Bacteriol. 2000. V. 182. № 10. P. 2928–2936. https://doi.org/10.1128/JB.182.10.2928-2936.2000
  16. Timofeev V., Bahtejeva I., Mironova R., Titareva G., Lev I., Christiany D. et al. // PLoS One. 2019. V. 14. № 5. e0209140. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0209140
  17. Ehling-Schulz M., Guinebretiere M.H., Monthan A., Berge O. // FEMS Microbiol. Lett. 2006. V. 260. № 2. P. 232–240. https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.2006.00320.x
  18. Marxen S., Stark T.D., Frenzel E., Rütschle A., Lücking G., Pürstinger G. et al. // Anal. Bioanal. Chem. 2015. V. 407. № 9. P. 2439–2453. https://doi.org/10.1007/s00216-015-8511-y
  19. Dietrich R., Jessberger N., Ehling-Schulz M., Märtlbauer E., Granum P.E. // Toxins (Basel). 2021. V. 13. № 2. P. 98. https://doi.org/10.3390/toxins13020098
  20. Kim J.B., Kim J.M., Kim S.Y., Kim J.H., Park Y.B., Choi N.J. et al. // J Food Prot. 2010. V. 73. № 7. P. 1219–1224. https://doi.org/10.4315/0362-028x-73.7.1219
  21. Kim J.M., Forghani F., Kim J.B., Park Y.B., Park M.S., Wang J. et al. // Food Science and Biotechnology. 2012. V. 21. № 5. P. 1439–1444. https://doi.org/10.1007/s10068-012-0189-8
  22. Tallent S.M., Hait J.M., Bennett R.W. // J. Appl. Microbiol. 2015. V. 118. № 4. P. 1068–1075. https://doi.org/10.1111/jam.12766
  23. Tsilia V., Devreese B., de Baenst I., Mesuere B., Rajkovic A., Uyttendaele M. et al. // Anal. Bioanal. Chem. 2012. V. 404. № 6–7. P. 1691–1702. https://doi.org/10.1007/s00216-012-6254-6
  24. Inatsu Y., Chotiko A., Ananchaipattana C. // Japan Agricultural Research Quarterly: JARQ. 2020. V. 54. № 1. P. 47–51. https://doi.org/10.6090/jarq.54.47
  25. Kuwana R., Imamura D., Takamatsu H., Watabe K. // Biocontrol Sci. 2012. V. 17. № 2. P. 83–86. https://doi.org/10.4265/bio.17.83
  26. Le Flèche P., Hauck Y., Onteniente L., Prieur A., Denoeud F., Ramisse V. et al. // BMC Microbiol. 2001. V. 1. P. 2. https://doi.org/10.1186/1471-2180-1-2
  27. Lista F., Faggioni G., Valjevac S., Ciammaruconi A., Vaissaire J., le Doujet C. et al. // BMC Microbiol. 2006. V. 6. P. 33. https://doi.org/10.1186/1471-2180-6-33
  28. Van Ert M.N., Easterday W.R., Huynh L.Y., Okinaka R.T., Hugh-Jones M.E., Ravel J. et al. // PLoS One. 2007. V. 2. № 5. e461. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0000461
  29. Thierry S., Tourterel C., Le Flèche P., Derzelle S., Dekhil N., Mendy C. et al. // PLoS One. 2014. V. 9. № 6. e95131. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0095131
  30. Turnbull P.C. // J. Appl. Microbiol. 1999. V. 87. № 2. P. 237–240. https://doi.org/10.1046/j.1365-2672.1999.00876.x
  31. Marston C.K., Gee J.E., Popovic T., Hoffmaster A.R. // BMC Microbiol. 2006. V. 6. P. 22. https://doi.org/10.1186/1471-2180-6-22
  32. Calvigioni M., Cara A., Celandroni F., Mazzantini D., Panattoni A., Tirloni E. et al. // J. Appl. Microbiol. 2022. V. 133. № 2. P. 1078–1088. https://doi.org/10.1111/jam.15636
  33. Valjevac S., Hilaire V., Lisanti O., Ramisse F., Hernandez E., Cavallo J.D. et al. // Appl. Environ. Microbiol. 2005. V. 71. № 11. P. 6613–6623. https://doi.org/10.1128/AEM.71.11.6613-6623.2005
  34. Antonation K.S., Grützmacher K., Dupke S., Mabon P., Zimmermann F., Lankester F. et al. // PLoS Negl. Trop. Dis. 2016. V. 10. № 9. e0004923. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0004923
  35. Goncharova Y., Bahtejeva I., Titareva G., Kravchenko T., Lev A., Dyatlov I., Timofeev V. // Pathogens. 2021. V. 10. № 12. P. 1556. https://doi.org/10.3390/pathogens10121556
  36. Kolstø A.B., Tourasse N.J., Økstad O.A. // Annu. Rev. Microbiol. 2009. № 63. P. 451–476. https://doi.org/10.1146/annurev.micro.091208.073255
  37. Federhen S., Rossello-Mora R., Klenk H.P., Tindall B.J., Konstantinidis K.T., Whitman W.B. et al. // Stand. Genomic Sci. 2016. V. 11. № 1. https://doi.org/10.1186/s40793-016-0134-1
  38. Ciufo S., Kannan S., Sharma S., Badretdin A., Clark K., Turner S. et al. // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2018. V. 68. № 7. P. 2386–2392. https://doi.org/10.1099/ijsem.0.002809
  39. Stella E., Mari L., Gabrieli J., Barbante C., Bertuzzo E. // Sci. Rep. 2020. V. 10. № 1. P. 16460. https://doi.org/10.1038/s41598-020-72440-6
  40. da Silva T.H., Queres Gomes E.C., Gonçalves V.N., da Costa M.C., Valério A.D., de Assis Santos D. et al. // Fungal Biol. 2022. V. 126. № 8. P. 488–497. https://doi.org/10.1016/j.funbio.2022.04.003

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (911KB)
3.

Download (900KB)

Copyright (c) 2023 Ю.О. Гончарова, В.В. Евсеева, Р.И. Миронова, К.В. Хлопова, А.Г. Богун, А.А. Сизова, В.И. Соломенцев, Г.М. Титарева, И.В. Бахтеева, Т.Б. Кравченко, А.В. Брушков, В.С. Тимофеев, С.Г. Игнатов

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».