$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Род Lactobacillus исторически классифицировался как грамположительные, палочковидные, неспорообразующие, факультативные анаэробы или микроаэрофилы, которые расщепляют сахара с образованием молочной кислоты1. Эти свободные критерии привели к тому, что Lactobacillus фенотипически и генотипически является чрезвычайно разнообразным родом. Эта широкая категоризация привела к тому, что род был реклассифицирован, и в 2020 году было введено 23 новых рода2.
Старый, более широкий род включал основные комменсальные и пробиотические виды, которые обычно считаются безопасными (GRAS) для потребления3. Семейство Lactobacillaceae поддерживает общественное восприятие как «хороших бактерий» из-за многих сообщений о пользе для здоровья, получаемой за счет потребления различных штаммов4,5,6,7. Легкость, с которой они могут перемещаться по желудочно-кишечному тракту8, и их общественное признание в совокупности позиционируют штаммы Lactobacillaceae как сильных кандидатов в качестве организмов-шасси для приема внутрь в медицинских, терапевтических или диагностических целях.
Широкий спектр характеристик, присутствующих в семействе Lactobacillaceae , привел к ситуации, в которой де-факто нет штамма модельного организма; Исследовательские группы, как правило, отбирают виды со свойствами, наиболее соответствующими их конкретным целям. (Например, лаборатории молочной ферментации могут выбрать L. lactis; исследования ферментации овощей могут выбрать L. plantarum; исследования пробиотиков могут быть сосредоточены на L. acidophilus; и так далее.)
Этот же широкий диапазон характеристик у разных видов привел к накоплению протоколов и процедур, которые могут хорошо работать для одного подмножества семейства Lactobacillaceae , но требуют оптимизации для эффективной работы (или, возможно, для функционирования вообще) в других9. Эта потребность в оптимизации между членами семьи и даже внутри членов одного и того же вида может свести на нет усилия незнакомых исследователей. Протоколы, опубликованные в разделах статей, посвященных методам, могут также включать свои собственные модификации10, что приводит к фрагментированным, децентрализованным коллекциям протоколов.
L. reuteri считается широко распространенным комменсалом позвоночных, постоянно встречающимся в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) млекопитающих,11 птиц ирыб 12. Субштаммы L. reuteri часто генетически специализированы посредством адаптации белка адгезии слизи, чтобы более постоянно колонизировать конкретных местных хозяев 8,11,13. Виды Limosilactobacillus желудочно-кишечного тракта могут быть изолированы у хозяев за пределами их родного хозяина, но больше тяготеют к преходящему характеру8.
Из-за специализации человека и хозяина L. reuteri DSM20016 очень хорошо позиционирует себя в качестве шасси для диагностического или терапевтического применения в любой точке желудочно-кишечного тракта человека, и штамм DSM20016 может обеспечить более длительное окно эффекта для вмешательств по сравнению с более преходящими штаммами.
В этой статье мы описываем ряд протоколов с продемонстрированной эффективностью в отношении Limosilactobacillus reuteri (обозначение штамма: F275; другие коллекционные номера: DSM20016, ATCC23272, CIP109823), а также централизованную информацию о штамме из других источников, чтобы помочь в приложениях молекулярной и системной биологии. Процедуры, изложенные в настоящем документе, должны позволить исследователю, не имеющему предшествующего опыта, культивировать L. reuteri, создавать электрокомпетентные запасы, отбирать трансформированные колонии, подтверждать трансформацию с помощью колониальной полимеразной цепной реакции (ПЦР) и измерять сконструированный системный ответ с помощью флуоресцентных репортерных белков.
Мы отмечаем, что соответствующие протоколы охватывали рекомбинацию генома ssDNA с помощью CRISPR-Cas9 у L. reuteri (штамм: ATCC-PTA-6475)14 и редактирование генома с помощью никазы CRSIPR-Cas9 в нескольких не-L. reuteri, окрашивание семейства Lactobacillaceae 15,16; они, однако, не относятся к штамму L. reuteri DSM20016, на котором мы сосредоточены здесь.