DNA metabarcoding of microbial communities for healthcare

Abstract

High-throughput sequencing allows obtaining DNA barcodes of multiple species of microorganisms from single environmental samples. Next Generation Sequencing (NGS)-based profiling provides new opportunities to evaluate the human health effect of microbial community members affiliated to probiotics. The DNA metabarcoding may serve to 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 aims at the profiling of both wild and hybrid multi-microbial communities with the example of kombucha probiotic beverage fermented by yeast-bacterial partners.

Високопродуктивне секвенування дозволяє отримати штрих-коди ДНК декількох видів мікроорганізмів з однієї проби навколишнього середовища. Профілювання видів на основі технологій секвенування нового покоління (СНП) дає нові можливості для оцінки впливу членів мікробних угрупувань пробіотиків на здоров’я людини. Метабаркодинг ДНК може слугувати 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 можливість 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-мікробних угрупувань на прикладі пробіотичного напою комбучі, 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 новые возможности для оценки влияния микробных членов сообществ пробиотиков на здоровье человека. Метабаркодинг ДНК может служить для контроля качества микробных сообществ, включая сложные пробиотики и другие ферментированные продукты. Детальная инвентаризация сложных сообществ является предпосылкой понимания их функциональности как целостного образования, давая возмлжность создавать более эффективные био-продукты с помощью точной замены одного из членов сообщества другими. Эта статья показывает, как можно использовать метабаркодинг ДНК на основе СНП для профилирования диких и гибридных мульти-микробных сообществ на примере пробиотического напитка комбучи, ферментированного дрожжево-бактериальными партнерами.