Продовольчі ресурси 2016 рік Випуск № 7 Стаття 06

  • Друк
Деталі
Створено: Понеділок, 08 жовтня 2018, 12:38
Перегляди: 889
06. Методи селекції фаготолерантних штамів лактобактерій
 
О.В. Науменко
Сторінки: 38-45
 
Короткий огляд
Стаття містить теоретичний огляд основних сучасних стратегій поліпшення штамів лактобактерій, зокрема методологічні підходи щодо створення фагостійких штамів. Основними об’єктами для розробки таких методологій є молочнокислі бактерії родів Lactococcus, Streptococcus і Lactobacillus, які традиційно використовують для ферментації тваринницької та рослинної сировини. На сьогоднішній день усі зусилля науковців зі вдосконалення штамів для промислового застосування спрямовані на використання класичних методів на основі природних стратегій поліпшення штамів, таких як: скринінг штамів «дикого типу» з природних джерел, рандомний (випадковий) мутагенез, направлена еволюція (адаптація) і домінантна селекція. Перераховані класичні методи можуть бути поєднані зтакими природними механізмами перенесення генів, як кон'югація, трансдукція і трансформація для створення промислових штамів з покращеними властивостями, і в тому числі фагостійких. Використання методів генної інженерії, які мають величезний потенціал для розвитку фагозахисних механізмів на основі конкретних точкових мутацій бактеріальної ДНК, а також створення фагостійких мутантів, на даний час обмежено через заборону промислового використання генетично модифікованих мікроорганізмів.
 
Ключові слова: скринінг, мутагенез, селекція, толерантність, фагостійкість
 
Бібліографія
1. Daly C. Biotechnology of lactic acid bacteria with special reference to bacteriophage resistance / C. Daly, G. F. Fitzgerald, R .Davis // Antonie Van Leeuwenhoek .– 1996.– Vol. 70, Issue 2. – Р. 99-110. Food Resources, № 7, 2016
2. Derkx Patrick M. F., The art of strain improvement of industrial lactic acid bacteria without the use of recombinant DNA technology / Patrick M.F. Derkx, T. Janzen, K. I. Sоrensen, J. E. Christensen, B. Stuer–Lauridsen, E. Johansen // Microbial Cell Factories. – 2014. – 13 (Suppl 1):S5. – Р .1475-2859.
3. Sturino J.M., Bacteriophage defense systems and strategies fo r lactic acid bacteria /
J.M. Sturino, T.R. Klaenhammer // Advances in Applied Microbiology. –2004. –Vol. 56. – Р. 331 ­ 378.
4. Labrie S.J., Bacteriophage resistance mechanisms / S.J. Labrie, J.E. Samson, S. Moineau / / Nat. Rev. Microbiol. – 2010. –Vol. 8. – Р. 317–327.
5. Marco M. B., Performance of spontaneous phage–resistant derivatives of Lactobacillus plantarum in fermented milk manufacture / M. B. Marco, D. Mercanti, J. A. Reinheimer, A. Quiberoni // International Dairy Journal. – 2011. – Vol. 21, Issue 11. – P. 857–862.
6. Viscardi M., Selection of bacteriophage–resistant mutants of Streptococcus thermophilus/ M. Viscardi, R. Capparelli, R.Di Matteo, D.Carminati, G. Giraffa, D. Iannelli // J. Microbiol. Met. –2003. – Vol. 55 (1). – Р. 109–119.
7. Looijesteijn P.J., Physiological function of exopolysaccharides produced by Lactococcus lactis / P.J. Looijesteijn, L. Trapet, E. de Vries, T. Abee, J. Hugenholz / / Int. J. Food Microbiol. – 2001. –Vol. 64. – Р.71-80.
8. Patent W02011092300 A1 МПК: C12R 1/46 (2006.01), A23C 9/12 (2006.01), A23L 1/054 (2006.01) Lactic bacterium for texturizing food products selected on basis of phage resistance / T. Janzen (DK), D.E. Christiansen (DK). – № міжнар.заявки PCT/EP2011/051239; заявлено – 28.01.2011.– опубл. 04.08.2011.– 41 с.
9. Forde A., Bacteriophage defence systems in lactic acid bacteria / A. Forde, G. F. Fitzgerald // Antonie Van Leeuwenhoek. – 1999. – Vol. 76. – Р.89-113.
10. Coffey A., Bacteriophage-resistance systems in dairy starter strains: molecular analysis to application / A. Coffey, R. P. Ross // Antonie Van Leeuwenhoek. – 2002.– Vol. 82, Issue 1.– Р. 303-321.
11. Maguin E., Construction offood–grade mutants of lactic acid bacteria / E. Maguin, H. Prevost, A. Gruss / / Lait. – 1996. – Vol. 76.– №1 – 2. – Р. 139-146.
12. Патент W0/2006/072631 A1 МПК: C12N 1/21 (2006.01), A23L 29/00 (2016.01) Bacteriophage resistant bacteria/ B. Stuer-Lauridsen (DK), T. Janzen (DK). – № міжнар. заявки PCT/EP2006/050078; заявлено –06.01.2006.– опубл. 13.07.2006.– 38 с.
13. Mills S., Efficient method for generation of bacteriophage insensitive mutants of Streptococcus thermophilusyoghurt and mozzarella strains/ S. Mills, A. Coffey, O. E. Mcauliffe, W. C Meijer, B. Hafkamp, R. P. Ross// J. Microbiol. Methods.– 2007.– Volume 70, Issue 1.– P. 159–164.
14. Chirico D., Bacteriophage–insensitive mutants for high quality Crescenza manufacture / D. Chirico, A. Gorla, V. Verga, Per D. Pedersen, E. Polgatti, A. Cava, F. D. Bello // Front. Microbiol. – 2014 [Електронний ресурс] Режим доступу: http://dx.doi.org/10.3389/fmicb.2014.00201.
15. Sanders M. E., Conjugal strategy for construction of fast acid-producing, bacteriophage–resistant lactic streptococci for use in dairy fermentations / M. E. Sanders, P. J. Leonhard, W. D. Sing, T. R. Klaenhammer // Appl. Environ. Microbiol. – 1986. – Vol.52, N 2.– P.1001-1007.
16. Pillidge C. J., Efficacy of four lactococcal phage resistance plasmids against phage in commercial Lactococcus lactis subsp. cremorischeese starter strains / C. J. Pillidge, L. J. Collins,
Ward L.J.H., Cantillon B.M., Shaw B.D., Timmins M.J., Heap H.A., Polzin K.M // Int. Dairy J. – 2000. – Vol. 10, N 9. – P.617-625.
17. Mckay L. L., Conjugative 40-megadalton plasmid in Streptococcus lactis subsp. diacetylactisDRC3 is associated with resistance to nisin and bacteriophage / L. L. Mckay, K. A. Baldwin // Appl. Environ. Microbiol. – 1983. – Vol. 47, N 1. – P.68-74.
18. Steenson L. R., Streptococcus cremorisM12R transconjugants carrying the conjugal plasmid pTR2030 are insensitive to attack by lytic bacteriophages / L. R. Steenson, T. R. Klaenhammer // Appl. Environ. Microbiol. – 1985. – Vol. 50, N 4. – P.851-858.
19. O'Connor L., Abi G., A genotypically novel abortive infection mechanism encoded byplasmidpCI750 of Lactococcus lactis subsp. Cremoris UC653 / L .O'Connor, A .Coffey, C. Daly,G.F. Fitzgerald/ / Appl. Environ. Microbiol. – 1996. – Vol.62. – P. 3075-3082.
20. Burrus V., Characterization of a novel type II restriction–modification system, Sth368I, encoded by the integrative element ICESt1 of Streptococcus thermophilusCNRZ368 / V. Burrus, C. Bontemps, B. Decaris, G. Guedon // Appl. Environ. Microbiol. – 2001. – Vol.64. – P.15221528.
21. Pedersen M.B., Bacteriophage resistance of Athy mutant of Lactococcus lactisblocked in DNA replication / M. B. Pedersen, P. R. Jensen, T. Janzen, D. Nilsson // Appl. Environ.Microbiol. – 2002. – Vol. 68, N 6. – P.3010-3023.
22. Patent US 7892585 B1. МПК: A23C 9/12 (20060101) Method of preventingbacteriophage infection of bacterial cultures / D. Nilsson   (DK), T. Janzen   (DK). – № міжнар.заявки PCT/DK1999/000382; заявлено –02.07.1999. – опубл. 22.02.2011. – 23 с.
23. Horvath P., Comparative analysis of CRISPR loci in lactic acid bacteria genomes / P. Horvath, A.C. Coute-monvoisin, D. A. Romero, P. Boyaval, C. Fremaux, R. Barrangou // J. Food Microbiol. – 2009. – Vol. 13, N 1 1 . – P. 62-70.
24. Barrangou R., CRISPR provides acquired resistance against viruses in prokaryotes / R. Barrangou, C. Fremaux, H. Deveau, M. Richards, P. Boyaval, S. Moineau, D. A. Romero, P. Horvath // Science. – 2007. – Vol. 315, N58(19). – P.1709-1712.
25. Horvath P., Diversity, activity, and evolution of CRISPR loci in Streptococcus thermophilus/ P. Horvath, D. A. Romero, A. C. Coute–monvoisin, M. Richards, H. Deveau, S. Moineau, P. Boyaval, C. Fremaux, R. Barrangou // J. Bacteriol. – 2008. – Vol. 19, N 4. – Р.1401-1412.