DNA metabarcoding of microbial communities for healthcare

Abstract

High-throughput sequencing allows obtaining DNA barcodes of multiple species of microorganisms from a single environmental sample. Next Generation Sequencing (NGS)-based profiling provides new opportunities to evaluate the human health effect of microbial community members affiliated to probiotics. DNA metabarcoding may serve as a quality control of microbial communities, comprising complex probiotics and other fermented foods. A detailed inventory of complex communities is a pre-requisite of understanding their functionality as whole entities that makes it possible to design more effective bio-products by precise replacement of one community member by others. The present paper illustrates how the NGS-based DNA metabarcoding allows profiling of both wild and hybrid multi-microbial communities with the example of a kombucha probiotic beverage fermented by yeast-bacterial partners.

Високопродуктивне секвенування дозволяє отримати штрих- коди ДНК декількох видів мікроорганізмів з однієї проби на- вколишнього середовища. Профілювання видів на основі тех- нологій секвенування нового покоління (СНП) дає нові мож- ливості для оцінки впливу членів мікробних угрупувань про- біотиків на здоров’я людини. Метабаркодинг ДНК може слу- гувати для контролю якості мікробних угрупувань, включаючи складні пробіотики та інші ферментовані продукти. Детальна інвентаризація складних угрупувань є передумовою розуміння їх функціональності як цілісного утворення, що дасть можли- вість створювати більш ефективні біо-продукти шляхом точної заміни одного з членів угрупування/спільноти іншими. Ця стаття показує, як можна застосувати метабаркодинг ДНК на основі СНП для профілювання диких і гібридних мульти-мі- кробних угрупувань на прикладі пробіотичного напою комбу- чі, ферментованого дріжджово-бактеріальними партнерами.

Высокопродуктивное секвенирование позволяет получить штрих-коды ДНК нескольких видов микроорганизмов из одной пробы окружающей среды. Профилирование видов на основе технологий секвенирования нового поколения (СНП) дает но- вые возможности для оценки влияния микробных членов сооб- ществ пробиотиков на здоровье человека. Метабаркодинг ДНК может служить для контроля качества микробных сообществ, включая сложные пробиотики и другие ферментированные про- дукты. Детальная инвентаризация сложных сообществ является предпосылкой понимания их функциональности как целостно- го образования, давая возмлжность создавать более эффектив- ные био-продукты с помощью точной замены одного из членов сообщества другими. Эта статья показывает, как можно исполь- зовать метабаркодинг ДНК на основе СНП для профилирования диких и гибридных мульти-микробных сообществ на примере пробиотического напитка комбучи, ферментированного дрож- жево-бактериальными партнерами.