EA032051B1 - Method for identification of a bacterial gene composition involved in synthesis and metabolism of different neuroactive compounds in microbiomes and individual bacterial genomes - Google Patents

Method for identification of a bacterial gene composition involved in synthesis and metabolism of different neuroactive compounds in microbiomes and individual bacterial genomes Download PDF

Info

Publication number
EA032051B1
EA032051B1 EA201700159A EA201700159A EA032051B1 EA 032051 B1 EA032051 B1 EA 032051B1 EA 201700159 A EA201700159 A EA 201700159A EA 201700159 A EA201700159 A EA 201700159A EA 032051 B1 EA032051 B1 EA 032051B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
genes
synthesis
primers
bacterial
neuroactive compounds
Prior art date
Application number
EA201700159A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201700159A1 (en
Inventor
Ольга Викторовна АВЕРИНА
Валерий Николаевич ДАНИЛЕНКО
Алексей Сергеевич Ковтун
Original Assignee
Автономная Некоммерческая Организация "Научно-Исследовательский Центр Биотехнологии Антибиотиков И Других Биологически Активных Веществ "Биоан"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Автономная Некоммерческая Организация "Научно-Исследовательский Центр Биотехнологии Антибиотиков И Других Биологически Активных Веществ "Биоан" filed Critical Автономная Некоммерческая Организация "Научно-Исследовательский Центр Биотехнологии Антибиотиков И Других Биологически Активных Веществ "Биоан"
Priority to EA201700159A priority Critical patent/EA032051B1/en
Publication of EA201700159A1 publication Critical patent/EA201700159A1/en
Publication of EA032051B1 publication Critical patent/EA032051B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу идентификации бактериальных генов, участвующих в синтезе и метаболизме нейроактивных соединений в микробиомах и отдельных геномах бактерий, в частности в микробиоме кишечника человека. Может быть использовано в медицине, медицинской микробиологии и неврологии. В способе используется набор из 45 пар олигонуклеотидов (праймеров) для ПЦР анализа общей геномной ДНК. Праймеры подобраны к десяти ключевым генам, кодирующим ферменты, участвующие в синтезе и метаболизме нейроактивных соединений: серотонина, дофамина, гистамина, мелатонина, гамма-аминомасляной кислоты, тирамина, спермидина, масляной кислоты, газотрансмиттера NO, выявленные в геномах 27 доминирующих видов бактерий кишечной микробиоты человека. Разработанные пары праймеров можно использовать для отдельного поиска выборочных генов нейроактивных соединений в отдельных геномах бактерий и для мониторинга целого микробиома. Предлагаемые наборы пар праймеров можно применять в качестве диагностических систем для исследования микробиоты в норме и при патологиях. Праймеры сконструированы таким образом, что их можно использовать для определения уровня транскриптов отдельных генов с применением метода ПЦР анализа в режиме реального времени.The invention relates to a method for identifying bacterial genes involved in the synthesis and metabolism of neuroactive compounds in microbiomes and individual bacterial genomes, in particular in the human intestinal microbiome. Can be used in medicine, medical microbiology and neurology. The method uses a set of 45 oligonucleotide pairs (primers) for PCR analysis of total genomic DNA. Primers were selected for ten key genes encoding enzymes involved in the synthesis and metabolism of neuroactive compounds: serotonin, dopamine, histamine, melatonin, gamma-aminobutyric acid, tyramine, spermidine, butyric acid, the gas transducer NO, identified in the 27 dominant bacteria species in the genomes of bacteria. person The developed primer pairs can be used to separately search for selective genes of neuroactive compounds in individual bacterial genomes and to monitor the whole microbiome. The proposed sets of pairs of primers can be used as diagnostic systems for microbiota research in normal and pathological conditions. Primers are designed in such a way that they can be used to determine the level of transcripts of individual genes using real-time PCR analysis.

Description

Изобретение относится к способам идентификации бактериальных генов нейроактивных соединений в метагеномах кишечника человека и в отдельных бактериальных геномах.The invention relates to methods for identifying bacterial genes of neuroactive compounds in human intestinal metagenomes and in individual bacterial genomes.

В последние десятилетия проведены многочисленные научные и клинические исследования микробного сообщества человека. Было выявлено, что ключевую роль в поддержании общего гомеостаза организма и здоровья человека играет кишечная микробиота. Общий геном бактерий кишечника микробиом включает 400 тыс. генов, что в 12 раз больше генома человека [Eckburg P.B. et al. Diversity of the human intestinal microbial flora. Science. 2005; 308: 1635-1638]. Структура и состав микробиоты кишечника отражают природный отбор обоих: микроба и человека через комплекс конкурентных и симбиотических взаимосвязей и зависят от большого числа факторов. Кишечную микробиоту, также, рассматривают как эндокринный орган за способность производить сотни, если не тысячи гуморальных агентов [Brown J. M. Et al.The gut microbial endocrine organ: bacterially-derived signals driving cardiometabolic diseases. Annu Rev Med. 2015. 66: 343-359]. У здорового человека микробиота кишечника сбалансирована и поддерживает общий гомеостаз организма. Изменения в биоразнообразии и высокая временная нестабильность микробиоты характерны для ряда желудочно-кишечных заболеваний, болезней обмена веществ, неврологических заболеваниях и других патологий [Young V.B. The intestinal microbiota in health and disease. Opin Gastroenterol. 2012. 28: 63-69]. В настоящее время рассматривается влияние микробиоты кишечника на функционирование оси мозг-кишечник, опосредующей двунаправленную коммуникацию между ЦНС и энтеральной нервной системой кишечника, что расширяет ее до оси микробиотакишечник-мозг (ОМКМ). Эта ось представляет уже сложную сеть коммуникаций между самим кишечником, кишечной микробиотой и мозгом и охватывает функции иммунной, эндокринной, нервной систем и неспецифического природного иммунитета [Mayer E.A. Gut feelings: the emerging biology of gutbrain communication. Nat. Rev. Neurosci. 2011. 12: 453 - 466; Bravo J. A. et al. Communication between gastrointestinal bacteria and the nervous system. Current Opinion in Pharmacology. 2012. 12: 667-672; Stilling R.M. et al. Microbes do have a significant impact on epigenetic regulation in the host's gut epithelium and immune system, Microbial genes, brain & behaviour-epigenetic regulation of the gut-brain axis. Genes Brain Behav. 2014. 13: 69-86]. Через сложную систему интерактивных и симбиотических сигнализаций между хозяином и микроорганизмами кишечная микробиота участвует в регуляции нейро-химических и нейрометаболических процессов и имеет влияние на многие фундаментальные аспекты центральной нервной системы, включая реакции на стресс, рост и выживание нейронов, пластичность, экспрессию рецепторов и нейротрансмиссию [Heijtz R.D. et al. Normal gut microbiota modulates brain development and behavior. Proc. Natl. Acad. Sci. 2011. 108: 3047-3052; Tillisch K. The effects of gut microbiota on CNS function in humans. Gut Microbes. 2014. 5(3): 404-410]. Важный механизм связи между кишечной микробиотой и ЦНС реализуется через взаимодействие низкомолекулярных метаболитов бактерий, входящих в состав нормального микробиоценоза, с чувствительными (сенсорными) нервными окончаниями в области синапса их с эпителиальными клетками слизистой кишечника, проводя висцеральные сообщения из кишечника в мозг [De Vadder F. et al. Microbiota-generated metabolites promote metabolic benefits via gut-brain neural circuits. Cell. 2014. 156: 84-96]. Нейромедиаторы, продуцируемые в достаточном количестве, и другие молекулы микробного происхождения, имеют потенциал модуляции активности блуждающего нерва - основного нерва, соединяющего ЭНС с ЦНС, и впоследствии влиять на функции головного мозга. Также, секретируемые бактериями нейромодуляторы стимулируют специфические эпителиальные клетки кишечника к высвобождению молекул, модулирующих нейропередачу в энтеральной нервной системе, впоследствии оказывая влияние на мозг и поведение человека. [Grenham S. Et al. Brain-gut-microbe communication in health and disease. Front Physiol. 2011; 2: 1-15; Khanna S. et al. A clinician's primer on the role of the microbiome in human health and disease. Mayo Clin. Proc. 2014. 89: 107-114; Yano J.M. et al. Indigenous bacteria from the gut microbiota regulate host serotonin biosynthesis. Cell. 2015. 161: 264-276]. Известна способность некоторых представителей кишечной микробиоты человека синтезировать и секретировать различные нейроактивные вещества, в том числе нейромедиаторы и гормоноподобные соединения. Изучением этой способности и связей между микробиотой и ЦНС занимается новая область науки - микробная эндокринология. [Lyte M. The role of microbial endocrinology in infectious disease. J. Endocrinol. 1993. 137: 343-345]. У ряда бактерий выявлена способность синтезировать серотонин, дофамин, норадреналин, ацетилхолин и другие холины, гистамин и другие амины [Roshchina V.V. Evolutionary considerations of neurotransmitters in microbial, plant and animal cells. In:In recent decades, numerous scientific and clinical studies of the human microbial community have been carried out. It was found that intestinal microbiota plays a key role in maintaining overall body homeostasis and human health. The total genome of gut bacteria microbiomes includes 400 thousand genes, which is 12 times the human genome [Eckburg P.B. et al. Diversity of the human intestinal microbial flora. Science. 2005; 308: 1635-1638]. The structure and composition of the intestinal microbiota reflect the natural selection of both: the microbe and humans through a complex of competitive and symbiotic relationships and depend on a large number of factors. Intestinal microbiota is also considered an endocrine organ for its ability to produce hundreds if not thousands of humoral agents [Brown J. M. Et al. The gut microbial endocrine organ: bacterially-derived signals driving cardiometabolic diseases. Annu Rev Med. 2015. 66: 343-359]. In a healthy person, the intestinal microbiota is balanced and supports the general homeostasis of the body. Changes in biodiversity and the high temporary instability of microbiota are characteristic of a number of gastrointestinal diseases, metabolic diseases, neurological diseases and other pathologies [Young V.B. The intestinal microbiota in health and disease. Opin Gastroenterol. 2012.28: 63-69]. At present, the effect of intestinal microbiota on the functioning of the brain-intestinal axis is considered, which mediates bidirectional communication between the central nervous system and the enteric nervous system of the intestine, which extends it to the microbiota-intestine-brain (OMCM) axis. This axis represents an already complex network of communications between the intestine itself, intestinal microbiota and the brain and covers the functions of the immune, endocrine, nervous systems and nonspecific natural immunity [Mayer E.A. Gut feelings: the emerging biology of gutbrain communication. Nat. Rev. Neurosci. 2011.12: 453 - 466; Bravo J. A. et al. Communication between gastrointestinal bacteria and the nervous system. Current Opinion in Pharmacology. 2012.12: 667-672; Stilling R.M. et al. Microbes do have a significant impact on epigenetic regulation in the host's gut epithelium and immune system, Microbial genes, brain & behavior-epigenetic regulation of the gut-brain axis. Genes Brain Behav. 2014.13: 69-86]. Through a complex system of interactive and symbiotic signaling between the host and microorganisms, the intestinal microbiota is involved in the regulation of neurochemical and neurometabolic processes and has an impact on many fundamental aspects of the central nervous system, including responses to stress, growth and survival of neurons, plasticity, receptor expression and neurotransmission [ Heijtz rd et al. Normal gut microbiota modulates brain development and behavior. Proc. Natl. Acad Sci. 2011.108: 3047-3052; Tillisch K. The effects of gut microbiota on CNS function in humans. Gut Microbes. 2014.5 (3): 404-410]. An important mechanism of communication between the intestinal microbiota and the central nervous system is realized through the interaction of low molecular weight metabolites of bacteria that make up the normal microbiocenosis with sensitive (sensory) nerve endings in the synapse with intestinal mucosal epithelial cells by conducting visceral messages from the intestine to the brain [De Vadder F. et al. Microbiota-generated metabolites promote metabolic benefits via gut-brain neural circuits. Cell. 2014. 156: 84-96]. A sufficient amount of neurotransmitters and other molecules of microbial origin have the potential to modulate the activity of the vagus nerve - the main nerve that connects the ENS to the central nervous system, and subsequently affect brain function. Also, neuromodulators secreted by bacteria stimulate specific intestinal epithelial cells to release molecules that modulate neurotransmission in the enteric nervous system, subsequently affecting the brain and human behavior. [Grenham S. Et al. Brain-gut-microbe communication in health and disease. Front Physiol. 2011; 2: 1-15; Khanna S. et al. A clinician's primer on the role of the microbiome in human health and disease. Mayo Clin. Proc. 2014 89: 107-114; Yano J.M. et al. Indigenous bacteria from the gut microbiota regulate host serotonin biosynthesis. Cell. 2015. 161: 264-276]. The ability of some representatives of the human intestinal microbiota to synthesize and secrete various neuroactive substances, including neurotransmitters and hormone-like compounds, is known. The study of this ability and the relationship between microbiota and the central nervous system is a new field of science - microbial endocrinology. [Lyte M. The role of microbial endocrinology in infectious disease. J. Endocrinol. 1993. 137: 343-345]. In a number of bacteria, the ability to synthesize serotonin, dopamine, norepinephrine, acetylcholine and other choline, histamine and other amines [Roshchina V.V. Evolutionary considerations of neurotransmitters in microbial, plant and animal cells. In:

Lyte M., Freestone P.P., editors. Microbial endocrinology, interkingdom signaling in infectious disease and health. New York: Springer. 2010. P. 17-52; Clarke G. et al. Gut microbiota: the neglected endocrine organ. Mol. Endocrinol. 2014. 28: 1221-1238; Lyte M. et al. Microbial Endocrinology: The Microbiota-Gut-Brain Axis in Health and Disease. Book. Series: Advances in Experimental Medicine and Biology, Subseries: Microbial Endocrinology. 2014. 817: 436; Oleskin A.V. et al. Role of neuromediators in the functioning of the human microbiota: business talks among microorganisms and the microbiota-host dialogue. Microbiolog. 2016. 85(1): 325]. Важные комменсалы кишечной микробиоты бифидобактерии и лактобациллы способны метаболизировать глутамат (наиболее распространенный возбуждающий нейротрансмиттер) в гаммааминомасляную кислоту [Barrett E. et al. γ-Aminobutyric acid production by culturable bacteria from the human intestine. J. Appl Microbiol. 2012. 113(2): 411-417; Yunes R.A et al. GABA production and structure ofLyte M., Freestone P.P., editors. Microbial endocrinology, interkingdom signaling in infectious disease and health. New York: Springer. 2010. P. 17-52; Clarke G. et al. Gut microbiota: the neglected endocrine organ. Mol. Endocrinol. 2014.28: 1221-1238; Lyte M. et al. Microbial Endocrinology: The Microbiota-Gut-Brain Axis in Health and Disease. Book Series: Advances in Experimental Medicine and Biology, Subseries: Microbial Endocrinology. 2014.817: 436; Oleskin A.V. et al. Role of neuromediators in the functioning of the human microbiota: business talks among microorganisms and the microbiota-host dialogue. Microbiolog. 2016. 85 (1): 325]. Important commensals of the intestinal microbiota of bifidobacteria and lactobacilli are able to metabolize glutamate (the most common excitatory neurotransmitter) into gamma-aminobutyric acid [Barrett E. et al. γ-Aminobutyric acid production by culturable bacteria from the human intestine. J. Appl Microbiol. 2012 113 (2): 411-417; Yunes R. A. et al. GABA production and structure of

- 1 032051 gadB/gadC genes in Lactobacillus and Bifidobacterium strains from human microbiota, Anaerobe. 2016. 42: 197-204]. Кроме нейротрансмитеров бактерии в кишечнике способны производить ряд биологически активных соединений, оказывающих различное действие на нервную систему. Например, было показано, что некоторые бактерии способны вырабатывать полиамин - спермидин, который способен оказывать благотворное влияние на память [Eisenberg Т. et al. Induction of autophagy by spermidine promotes longevity. Nat Cell Biol. 2009. 11(11): 1305-1314; Gupta V.K. et al. Restoring polyamines protects from age-induced memory impairment in an autophagy dependent manner. Nat Neurosc 2013].- 1 032051 gadB / gadC genes in Lactobacillus and Bifidobacterium strains from human microbiota, Anaerobe. 2016.42: 197-204]. In addition to neurotransmitters, bacteria in the intestine are capable of producing a number of biologically active compounds that have different effects on the nervous system. For example, it was shown that some bacteria are able to produce polyamine - spermidine, which is able to exert a beneficial effect on memory [Eisenberg T. et al. Induction of autophagy by spermidine promotes longevity. Nat Cell Biol. 2009.11 (11): 1305-1314; Gupta V.K. et al. Restoring polyamines protects from age-induced memory impairment in an autophagy dependent manner. Nat Neurosc 2013].

Кишечные бактерии могут продуцировать нейромедиатор - тирамин. Lactobacillus brevis и Enterococcus species способны декарбоксилировать тирозин в тирамин [Lucas P. et al. The tyrosine decarboxylase operon of Lactobacillus brevis IOEB 9809: characterization and conservation in tyramine-producing bacteria. FEMS Microbiol. Lett. 2003. 229: 65-71]. Аминокислоты микробного происхождения участвуют в образовании нервных клеток, улучшают проводимость и возбудимость нейронов [Sharon G. et al. Specialized metabolites from the microbiome in health and disease. Cell Metabolism. 2014. 20: 719-730]. Среди продуцентов микробных аминокислотных нейромедиаторов наиболее важными являются лактобактерии и бифидобактерии, являющиеся ценными пробиотиками [Oleskin A.V. et al. Role of neuromediators in the functioning of the human microbiota:business talks among microorganisms and the microbiota-host dialogue. Microbiolog. 2016. 85(1): 3-25].Intestinal bacteria can produce a neurotransmitter, tyramine. Lactobacillus brevis and Enterococcus species are capable of decarboxylating tyrosine to tyramine [Lucas P. et al. The tyrosine decarboxylase operon of Lactobacillus brevis IOEB 9809: characterization and conservation in tyramine-producing bacteria. FEMS Microbiol. Lett. 2003. 229: 65-71]. Amino acids of microbial origin are involved in the formation of nerve cells, improve the conductivity and excitability of neurons [Sharon G. et al. Specialized metabolites from the microbiome in health and disease. Cell Metabolism. 2014.20: 719-730]. Among the producers of microbial amino acid neurotransmitters, the most important are lactobacilli and bifidobacteria, which are valuable probiotics [Oleskin A.V. et al. Role of neuromediators in the functioning of the human microbiota: business talks among microorganisms and the microbiota-host dialogue. Microbiolog. 2016. 85 (1): 3-25].

Оксид азота, образуемый в результате метаболизма бактерий, играет важную роль в межклеточной передаче сигнала, являясь газотрансмиттером. Участвует в регуляции моторной активности кишечника и активно влияет на нервную проводимость в кишечнике [CulottaD.E. et al. NO news is good news. Science. 1992. 258:1862-1865]. Кишечные бактерии являются ключевым источником короткоцепочечных жирных кислот (КЖК), таких как масляная, пропионовая, уксусная и другие кислоты. Хотя эти вещества не являются классическими нейроактивными соединениями, они действуют на функционирование нейронов другим путем. Наиболее активной является масляная кислота, которая действует как мощный ингибитор деацетилаз и влияет на экспрессию нейротрофического фактора в гиппокампе [Davie J.R. Inhibition of histone deacetylase activity by butyrate . J. Nutr. 2003.133: 2485-2493].Nitric oxide formed as a result of bacterial metabolism plays an important role in intercellular signal transmission, being a gas transmitter. Participates in the regulation of motor activity of the intestine and actively affects nerve conduction in the intestine [CulottaD.E. et al. NO news is good news. Science. 1992. 258: 1862-1865]. Intestinal bacteria are a key source of short chain fatty acids (SCFAs) such as butyric, propionic, acetic and other acids. Although these substances are not classical neuroactive compounds, they act on the functioning of neurons in a different way. The most active is butyric acid, which acts as a powerful inhibitor of deacetylases and affects the expression of the neurotrophic factor in the hippocampus [Davie J.R. Inhibition of histone deacetylase activity by butyrate. J. Nutr. 2003.133: 2485-2493].

На различных моделях животных неоднократно было показано влияние микроорганизмов на состояние тревожности, депрессии и различных аспектов когнитивной функции [Desbonnet L.et al.. The probiotic Bifidobacteria infantis: An assessment of potential antidepressant properties in the rat. J. Psych. Research. 2009. 43:164-174; Perez-Burgos A. et al. Psychoactive bacteria Lactobacillus rhamnosus (JB-1) elicits rapid frequency facilitation in vagal afferents. Am J. Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2013. 304: 211 -220]. На группе здоровых волонтеров в условиях клиники было апробировано влияние приема пробиотической смеси (Lactobacillus helveticus и Bifidobacterium longum) в течение 30 дней на такие поведенческие проявления как беспокойство и депрессия. У испытуемых пациентов было отмечено улучшение психического состояния [Messaoudi et al. Beneficial psychological effects of a probiotic formulation Lactobacillus helveticus R0052 and Bifidobacterium longum R0175 in healthy human volunteers. Gut Microbes. 2011. 2(4): 256261].Various animal models have repeatedly shown the effect of microorganisms on anxiety, depression, and various aspects of cognitive function [Desbonnet L. et al .. The probiotic Bifidobacteria infantis: An assessment of potential antidepressant properties in the rat. J. Psych. Research. 2009. 43: 164-174; Perez-Burgos A. et al. Psychoactive bacteria Lactobacillus rhamnosus (JB-1) elicits rapid frequency facilitation in vagal afferents. Am J. Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2013. 304: 211 -220]. The effect of taking a probiotic mixture (Lactobacillus helveticus and Bifidobacterium longum) for 30 days on behavioral manifestations such as anxiety and depression was tested on a group of healthy volunteers in a clinic setting. Mental conditions were observed in test patients [Messaoudi et al. Beneficial psychological effects of a probiotic formulation Lactobacillus helveticus R0052 and Bifidobacterium longum R0175 in healthy human volunteers. Gut Microbes. 2011.2 (4): 256261].

Изменения состава и количества симбиотической микробиоты могут сопровождаться нарушениями развития и функций мозга, ответственных за поведенческие процессы. В то же время нервнопсихические и поведенческие изменения могут приводить к стабильной или обратимой модификации структуры кишечной микробиоты и, как следствие, к нарушению продукции ею соответствующих гормонов и медиаторов, регулирующих активность тех или иных участков мозга [StillingR.M. et al. Microbes do have a significant impact on epigenetic regulation in the host's gut epithelium and immune system, Microbial genes, brain & behaviour-epigenetic regulation of the gut-brain axis. Genes Brain Behav. 2014. 13: 69-86].Changes in the composition and number of symbiotic microbiota can be accompanied by impaired development and brain functions responsible for behavioral processes. At the same time, neuropsychiatric and behavioral changes can lead to a stable or reversible modification of the structure of the intestinal microbiota and, as a result, to a disruption in its production of the corresponding hormones and mediators that regulate the activity of certain brain regions [StillingR.M. et al. Microbes do have a significant impact on epigenetic regulation in the host's gut epithelium and immune system, Microbial genes, brain & behavior-epigenetic regulation of the gut-brain axis. Genes Brain Behav. 2014.13: 69-86].

Для исследования и мониторинга состояния микробиоты кишечника в настоящее время используется комплекс современных подходов, основанных на метагеномных, протеомных, метаболомных и биоинформатических технологиях. Микробиом кишечника (совокупность генов всех микроорганизмов микробиоты кишечника) изучается с помощью высокотехнологичных методов секвестрования. С помощью генетических платформ типа GS FLX (Roche), HiSeq 2000 (Illumina), SOLiD™ 4 System (Applied Biosystems) проводятся глубокие исследования микробиома на основании анализа секвенированных генов 16S рРНК и других генов микроорганизмов, что позволяет получать более целостную картину взаимодействия представителей кишечного микробиоценоза с организмом хозяина. Важной целью изучения микробиома кишечника является исследование динамики изменений композиции кишечной микробиоты в норме и при патологии, а также поиск ассоциаций с развитием различных состояний и заболеваний. Новые технологии метагеномного анализа микробиома человека создали огромные предпосылки и большие надежды в изучении связи микробиота-кишечник-мозг. К настоящему времени собран огромный массив данных метагеномных исследований кишечной микробиоты людей в норме и при различных патологиях, проживающих в различных регионах мира, который доступен в различных хранилищах информации, в Национальном Центре Биотехнологической Информации (National Center for Biotechnology Information (NCBI)) и в других ресурсах. Создан каталог генов микробиома кишечника взрослого человека [Qin J. et al. A human gut microbial gene cataloque established by HMP Consortium. Nuture. 2010. 464: 59-67]. Исследована первичная кишечная микробиота детей и сформирован каталог генов кишечного микробиома ре- 2 032051 бенка [Gritz E.C. et al. The human neonatal gut microbiome; a brief review. Frontiers in Pediatrics. 2015. 3(17):To study and monitor the state of the intestinal microbiota, a complex of modern approaches based on metagenomic, proteomic, metabolic and bioinformatic technologies is currently being used. Intestinal microbiome (the totality of genes of all microorganisms of the intestinal microbiota) is studied using high-tech sequestration methods. Using genetic platforms such as GS FLX (Roche), HiSeq 2000 (Illumina), SOLiD ™ 4 System (Applied Biosystems), in-depth studies of the microbiome are carried out based on the analysis of sequenced 16S rRNA genes and other genes of microorganisms, which allows to obtain a more holistic picture of the interaction of representatives of the intestinal microbiocenosis with the host organism. An important goal of studying intestinal microbiome is to study the dynamics of changes in the composition of the intestinal microbiota in normal and pathological conditions, as well as to search for associations with the development of various conditions and diseases. New technologies for the metagenomic analysis of the human microbiome have created enormous prerequisites and great expectations in the study of the relationship of microbiota-intestines-brain. To date, a huge amount of data has been collected from metagenomic studies of the intestinal microbiota of people under normal conditions and with various pathologies living in different regions of the world, which is available in various information repositories, at the National Center for Biotechnology Information (NCBI) and in other resources. The catalog of genes of the microbiome of the intestine of an adult has been created [Qin J. et al. A human gut microbial gene cataloque established by HMP Consortium. Nuture 2010. 464: 59-67]. The primary intestinal microbiota of children was studied and the gene catalog of the intestinal microbiome of a child was formed [Gritz E.C. et al. The human neonatal gut microbiome; a brief review. Frontiers in Pediatrics. 2015.3 (17):

1-12]. Однако отдельной доступной информации о бактериальных генах, кодирующих нейроактивные соединения, в составе кишечных метагеномов пока не было представлено.1-12]. However, separate accessible information on bacterial genes encoding neuroactive compounds has not yet been presented as part of intestinal metagenomes.

Задачей данного изобретения является разработка способа быстрой молекулярно-генетической идентификации в исследуемых микробиомах и бактериальных геномах ключевых функциональных бактериальных генов, кодирующих ферменты, участвующие в синтезе и метаболизме ряда нейроактивных соединений: серотонина, дофамина, гистамина, мелатонина, гамма-аминомасляной кислоты, тирамина, спермидина, масляной кислоты, газотрансмиттера NO.The objective of the invention is to develop a method for rapid molecular genetic identification in the studied microbiomes and bacterial genomes of key functional bacterial genes encoding enzymes involved in the synthesis and metabolism of a number of neuroactive compounds: serotonin, dopamine, histamine, melatonin, gamma-aminobutyric acid, tyramine, spermide , butyric acid, gas transmitter NO.

В заявленном изобретении предложен разработанный набор праймеров, подобранных к десяти ключевым генам нейроактивных соединений, выявленных в геномах доминирующих видов бактерий кишечной микробиоты человека, для ПЦР анализа общей геномной ДНК микробиома.The claimed invention provides a developed set of primers selected for ten key genes of neuroactive compounds detected in the genomes of the dominant bacteria of the human intestinal microbiota for PCR analysis of the total genomic DNA of the microbiome.

Предлагаемые олигонуклеотиды и способ идентификации генов имеют преимущества по сравнению с применением дорогостоящих методов секвенирования общей геномной ДНК бактерий и дальнейшего метагеномного анализа с использованием различных биоинформатических программ, и могут быть использованы в любой современной клинической лаборатории, имеющей приборы для амплификации ДНК. Предлагаемый методический подход позволяет проводить мониторинг метаболического потенциала микробиоты кишечника человека как в норме, так и патологиях, связанных с нервно-психическими нарушениями.The proposed oligonucleotides and gene identification method have advantages over the use of expensive methods for sequencing the total genomic DNA of bacteria and further metagenomic analysis using various bioinformatics programs and can be used in any modern clinical laboratory that has DNA amplification devices. The proposed methodological approach allows monitoring the metabolic potential of the human intestinal microbiota both in normal conditions and in pathologies associated with neuropsychiatric disorders.

Техническим результатом изобретения является возможность быстро и точно проводить в режиме ПЦР, ПЦР в реальном времени анализ количественного содержания бактериальных генов, участвующих в синтезе и метаболизме нейроактивных соединений, в исследуемом микробиоме. Также, техническим результатом является простота в исполнении, надежность, потребность в небольшом количестве исследуемого материала.The technical result of the invention is the ability to quickly and accurately carry out real-time PCR, real-time PCR analysis of the quantitative content of bacterial genes involved in the synthesis and metabolism of neuroactive compounds in the studied microbiome. Also, the technical result is simplicity in execution, reliability, the need for a small amount of test material.

Указанный технический результат достигается за счет того, что предложен способ идентификации в микробиомах и отдельных бактериальных геномах композиции бактериальных генов, участвующих в синтезе и метаболизме различных нейроактивных соединений, и характеризующийся тем, что для идентификации проводят амплификацию бактериальной геномной ДНК с использованием наборов разработанных 45 пар олигонуклеотидов, представленных в табл. 4, подобранных к десяти ключевым генам нейроактивных соединений, представленных в табл. 1, выявленных в геномах 27 видов бактерий, представленных в табл. 5, причем ПЦР продукты анализируют в агарозном геле, размер полученного продукта, указанного в табл. 4, определяют с помощью ДНК-маркера.The indicated technical result is achieved due to the fact that a method for identifying in microbiomes and individual bacterial genomes a composition of bacterial genes involved in the synthesis and metabolism of various neuroactive compounds is proposed, and characterized in that bacterial genomic DNA is amplified using sets of 45 pairs of oligonucleotides developed presented in table. 4, matched to ten key genes of neuroactive compounds shown in table. 1 identified in the genomes of 27 species of bacteria presented in table. 5, and the PCR products are analyzed on an agarose gel, the size of the obtained product, indicated in table. 4, determined using a DNA marker.

1. Отбор доминирующих видов бактерий кишечной микробиоты человека.1. The selection of the dominant bacteria of the intestinal microbiota of a person.

В последние годы для исследования и мониторинга состояния микробиоты кишечника используется комплекс современных подходов, основанных на метагеномных, метаболомных и биоинформатических технологиях. С помощью анализов большого количества метагеномов кишечной микробиоты от различных здоровых людей, выполненных в различных лабораториях мира, было выявлено значительное филогенетическое разнообразие в составе кишечной микробиоты, однако, с доминированием ряда филов, родов и даже, видов бактерий [Arumugam M. et al. Enterotypes of the human gut microbiome. Nature. 2011. 473: 174-180; Schloissnig S. et al. Genomic variation landscape of the human gut microbiome. Nature. 2013. 493: 45-50]. Предполагается, что метаболиты и структурные компоненты доминирующих бактерий могут оказывать существенное влияние, как на иммунную, так и нервную систему человека. Нами было отобрано 32 рода бактерий, относящиеся к доминирующим филам: Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria, наиболее представленные в составе кишечной микробиоты здорового человека. Далее, был составлен список видов бактерий, которые превалировали в кишечной микробиоте здорового взрослого человека и чаще встречались в составе первичной кишечной микробиоте здорового ребенка первого года жизни. Доступные в базе данных NCBI геномы бактерий этих видов были использованы для поиска генов, кодирующих ферменты, участвующие в синтезе и метаболизме нейроактивных соединений.In recent years, a set of modern approaches based on metagenomic, metabolic, and bioinformatics technologies has been used to study and monitor the state of intestinal microbiota. By analyzing a large number of metagenomes of the intestinal microbiota from various healthy people performed in various laboratories of the world, a significant phylogenetic diversity was revealed in the composition of the intestinal microbiota, however, with the dominance of a number of phyla, genera and even bacterial species [Arumugam M. et al. Enterotypes of the human gut microbiome. Nature. 2011.473: 174-180; Schloissnig S. et al. Genomic variation landscape of the human gut microbiome. Nature. 2013.493: 45-50]. It is assumed that the metabolites and structural components of the dominant bacteria can have a significant effect on both the human immune and nervous systems. We selected 32 bacterial species belonging to the dominant fila: Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria, the most represented in the intestinal microbiota of a healthy person. Further, a list of bacterial species was compiled that prevailed in the intestinal microbiota of a healthy adult and was more often found in the primary intestinal microbiota of a healthy child in the first year of life. The bacterial genomes of these species available in the NCBI database were used to search for genes encoding enzymes involved in the synthesis and metabolism of neuroactive compounds.

2. Создание каталога бактериальных генов нейроактивных соединений.2. Creating a catalog of bacterial genes of neuroactive compounds.

Поиск ключевых бактериальных ферментов, участвующих в синтезе и деградации нейроактивных соединений проводили с использованием широкого анализа доступной научной литературы и анализа метаболических путей известных нейроактивных соединений (нейротрасмиттеров), представленных в базе данных KEGG PATHWAY http://www.genome.jp/kegg/pathway.html, С помощью базы данных NCBI был создан каталог из 59 бактериальных генов, продукты которых участвуют в синтезе и метаболизме нейроактивных соединений. Из этого каталога были отобраны 10 наиболее важных генов, кодирующих белки, участвующие в синтезе и метаболизме: серотонина, дофамина, гистамина, гамма-аминомасляной кислоты, нейромедиаторных аминокислот, спермидина, короткоцепочечных жирных кислот, газотрансмиттера NO (табл. 1 (пример 1)).The search for key bacterial enzymes involved in the synthesis and degradation of neuroactive compounds was carried out using a wide analysis of the available scientific literature and analysis of the metabolic pathways of known neuroactive compounds (neurotransmitters) presented in the KEGG PATHWAY database http://www.genome.jp/kegg/pathway .html, Using the NCBI database, a catalog of 59 bacterial genes whose products are involved in the synthesis and metabolism of neuroactive compounds has been created. The 10 most important genes encoding proteins involved in the synthesis and metabolism were selected from this catalog: serotonin, dopamine, histamine, gamma-aminobutyric acid, neurotransmitter amino acids, spermidine, short chain fatty acids, NO gas transmitter (Table 1 (Example 1)) .

3. Отбор представителей родов бактерий кишечной микробиоты, содержащих наибольшее количество ключевых генов нейроактивных соединений.3. The selection of representatives of bacterial genera of the intestinal microbiota containing the largest number of key genes of neuroactive compounds.

Для отбора бактериальных родов, содержащих наибольшее количество генов, участвующих в синтезе и метаболизме нейроактивных соединений, был проведен метагеномный анализ кишечной микробиоты здорового человека. Анализ проводился с использованием программы NEUROHUNTERTo select bacterial genera containing the largest number of genes involved in the synthesis and metabolism of neuroactive compounds, a metagenomic analysis of the intestinal microbiota of a healthy person was carried out. The analysis was performed using the NEUROHUNTER program

- 3 032051 (https://github.com/Alexey-Kovtun/Neurohunter/tree/master) и каталога ортологов отобранных генов нейроактивных соединений, разработанные авторами изобретения.- 3 032051 (https://github.com/Alexey-Kovtun/Neurohunter/tree/master) and a catalog of orthologs of selected genes of neuroactive compounds developed by the inventors.

На первом этапе был проанализирован собранный метагеном. Для этого из базы данных консорциума Human Microbiome Project (http://hmpdacc.org/) были взяты геномы 508 бактерий, изолированные из микробиоты кишечника здорового человека. Из всех доступных контигов (22342) был составлен общий метагеном. С помощью программы NEUROHUNTER этот метагеном был проанализирован с настройкой минимального порога идентичности 60%. Такой порог позволяет определять гомологичные аминокислотные последовательности в геномах бактерий одного рода. В результате анализа было идентифицировано 57 генов из 59 анализируемых. Не были найдены только два гена, кодирующие ферменты фенилаланин-4-гидроксилазу и тирозин гидроксилазу.At the first stage, the collected metagen was analyzed. For this, the genomes of 508 bacteria isolated from the microbiota of the intestines of a healthy person were taken from the database of the Human Microbiome Project consortium (http://hmpdacc.org/). Of all the available contigs (22342), a common metagen was compiled. Using the NEUROHUNTER program, this metagen was analyzed with a minimum identity threshold setting of 60%. Such a threshold makes it possible to determine homologous amino acid sequences in the genomes of bacteria of the same genus. As a result of the analysis, 57 of the 59 analyzed genes were identified. Only two genes encoding the phenylalanine-4-hydroxylase and tyrosine hydroxylase enzymes were not found.

На втором этапе было проанализировано 148 метагенома из базы данных консорциума Human Microbiome Project (http://hmpdacc.org/). Анализ проводился также с помощью программы NEUROHUNTER с настройкой минимального порога идентичности 60%. В результате анализа было идентифицировано 52 гена из 59 анализируемых. Не удалось идентифицировать гены, кодирующие ферменты, участвующие в синтезе дофамина, серотонина, мелатонина, тирамина и NO. Обобщенный результат метагеномного анализа приведен в табл. 2.At the second stage, 148 metagenomes from the database of the Human Microbiome Project consortium (http://hmpdacc.org/) were analyzed. The analysis was also carried out using the NEUROHUNTER program with a minimum identity threshold setting of 60%. As a result of the analysis, 52 of the 59 analyzed genes were identified. Unable to identify genes encoding enzymes involved in the synthesis of dopamine, serotonin, melatonin, tyramine and NO. The generalized result of metagenomic analysis is given in table. 2.

С помощью используемой программы также были определены рода бактерий, в которых исследуемые гены встречались наиболее часто (рисунок 1). Из них были отобраны восемь родов бактерий: Bacteroides, Bifidobacterium, Clostridium, Escherichia, Eubacterium, Enterococcus, Lactobacillus, Streptococcus (таблица 3), у представителей которых был проведен поиск десяти ключевых генов для нейроактивных соединений.Using the program used, the genus of bacteria in which the studied genes were found most often was also determined (Figure 1). Eight genera of bacteria were selected from them: Bacteroides, Bifidobacterium, Clostridium, Escherichia, Eubacterium, Enterococcus, Lactobacillus, Streptococcus (Table 3), the representatives of which searched for ten key genes for neuroactive compounds.

4. Разработка олигонуклеотидов к ключевым генам, участвующих в синтезе и метаболизме нейроактивных соединений, выявленных у различных видов бактерий кишечной микробиоты человека.4. Development of oligonucleotides for key genes involved in the synthesis and metabolism of neuroactive compounds detected in various types of bacteria of the human intestinal microbiota.

Секвенирование геномов бактерий, как отдельных штаммов, так и входящих в состав микробиома (метагенома), является дорогостоящей процедурой. Поэтому, для удешевления анализа кишечных метагеномов, мы предлагаем использование метода ПЦР анализа. Для поиска генов нейроактивных соединений в исследуемых образцах ДНК с помощью этого метода нами были разработаны специфические олигонуклеотиды (праймеры), подобранные к генам бактерий различных видов. Используя базу данных NCBI, в доступных геномах наиболее распространенных видов бактерий отобранных восьми родов (таблица 3) был проведен поиск 10 наиболее важных генов нейроактивные соединения (таблица 1). Это гены, кодирующие дофа-декарбоксилазу, тирозин-декарбоксилазу, тирозин-гидроксилазу, гистидиндекарбоксилазу, глутамат-декарбоксилазу, моноамин-оксидазу, бутирил-СоА-дегидрогеназу, спермидин-синтазу, синтазу оксида азота, серотонин N-ацетилтрансферазу. Все гены, выявленные в геномах различных бактерий, указаны в таблице 4. Для поиска ортологов к генам использовали программу Microbial Nucleotide BLAST (blastn). Оказалось, что некоторые гены - ортологи из различных штаммов, относящихся к одному виду, содержат нуклеотидные полиморфизмы, поэтому, олигонуклеотиды подбирались к их консервативным участкам. Специфические праймеры подбирали с помощью программы Primer3Plus (ht1p://www.bioinformatics.nl/cgi-bin/primer3plus/primer3manager.cgi) с учетом размера образуемого фрагмента и температуры отжига. Образуемый праймерами продукт не должен был превышать 250 п.н., что важно для использования данных праймеров при ПЦР анализе кДНК микробиоты в режиме реального времени. Для всех праймеров температура отжига составляла 58°. Всего было разработано 50 пар праймеров (табл. 4), подобранных к генам из геномов 27 видов бактерий (табл. 6) доминирующих родов. Праймеры были сгруппированы в пять наборов (табл. 5). Три набора включают пары праймеров к различным генам и два набора содержат пары праймеров, подобранные к одному гену. Была проведена биоинформатическая валидация качества разработанных праймеров с использованием каталога генов метагеномов кишечника человека (http://meta.genomics.cn/meta/home). Нуклеотидные последовательности праймеров объединяли в fasta-файл, в который вошло 90 нуклеотидных последовательностей, включая реверс-комплементарные. Далее, с помощью программы bowtie2 последовательности праймеров были картированы на нуклеотидные последовательности генов из каталога. Праймеры картировались на нуклеотидные последовательности аналогичных генов.Sequencing of bacterial genomes, both of individual strains and of the microbiome (metagenome), is an expensive procedure. Therefore, to reduce the cost of the analysis of intestinal metagenomes, we propose the use of the PCR analysis method. To search for genes of neuroactive compounds in the studied DNA samples using this method, we developed specific oligonucleotides (primers) matched to the genes of bacteria of various species. Using the NCBI database, in the available genomes of the most common bacterial species of the selected eight genera (table 3), a search was made for the 10 most important genes of neuroactive compounds (table 1). These are the genes encoding dopa decarboxylase, tyrosine decarboxylase, tyrosine hydroxylase, histidine decarboxylase, glutamate decarboxylase, monoamine oxidase, butyryl CoA dehydrogenase, spermidine synthase, nitric oxide synthase nitroacetone serotonone acetone nitroacetone. All genes identified in the genomes of various bacteria are listed in Table 4. To search for orthologs for the genes, the Microbial Nucleotide BLAST (blastn) program was used. It turned out that some genes, orthologs from different strains belonging to the same species, contain nucleotide polymorphisms, therefore, oligonucleotides were selected to their conservative sites. Specific primers were selected using the Primer3Plus program (ht1p: //www.bioinformatics.nl/cgi-bin/primer3plus/primer3manager.cgi) taking into account the size of the formed fragment and the annealing temperature. The product formed by the primers should not exceed 250 bp, which is important for using these primers in real-time PCR analysis of microbiota cDNA. For all primers, the annealing temperature was 58 °. A total of 50 pairs of primers were developed (Table 4), matched to genes from the genomes of 27 bacterial species (Table 6) of the dominant genera. Primers were grouped into five sets (Table 5). Three sets include primer pairs for different genes and two sets contain primer pairs matched to one gene. The bioinformatic validation of the quality of the developed primers was carried out using the catalog of the genes of the human intestinal metagenomes (http://meta.genomics.cn/meta/home). The nucleotide sequences of the primers were combined into a fasta file, which included 90 nucleotide sequences, including reverse complementary ones. Further, using the bowtie2 program, primer sequences were mapped to the nucleotide sequences of genes from the catalog. Primers were mapped to nucleotide sequences of similar genes.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Идентификация отобранных 10 генов (табл. 1), участвующих в синтезе и метаболизме различных нейроактивных соединений, как в исследуемых кишечных метагеномах, так и в отдельных бактериальных геномах, осуществляется с помощью ПЦР анализа исследуемой ДНК с использованием разработанных пар праймеров (таблица 4).Identification of the selected 10 genes (Table 1) involved in the synthesis and metabolism of various neuroactive compounds, both in the studied intestinal metagenomes and in individual bacterial genomes, is carried out by PCR analysis of the studied DNA using the developed primer pairs (table 4).

Для быстрого выделения бактериальной общей геномной ДНК из образцов кала используют коммерческий набор QIAamp® Fast DNA Stool Mini kit (Qiagen, Германия), следуя инструкции производителя. Выделение геномной ДНК из анализируемого штамма бактерии проводят в соответствии с инструкцией производителя коммерческого набора Bacterial Genomic DNA Isolation Kit (Qiagen, Promega, Norgen).To quickly isolate bacterial total genomic DNA from stool samples, use the commercial QIAamp® Fast DNA Stool Mini kit (Qiagen, Germany), following the manufacturer's instructions. Isolation of genomic DNA from the analyzed strain of bacteria is carried out in accordance with the manufacturer's instructions for the commercial Bacterial Genomic DNA Isolation Kit (Qiagen, Promega, Norgen).

Далее, ПЦР анализ исследуемых образцов ДНК проводят с применением специальных наборов для проведения ПЦР анализа на приборе - амплификаторе. Состав смеси для ПЦР (на 100 мкл): 10 мклFurther, PCR analysis of the studied DNA samples is carried out using special kits for PCR analysis on a device - an amplifier. The composition of the mixture for PCR (per 100 μl): 10 μl

- 4 032051- 4 032051

10хПЦР буфера (10Х High Fidelity PCR Buffer с 15 mM MgCl2), 10 мкл смеси 2mM dNTPs, 5 мкл DMSO, 0.3 мкг геномной ДНК и 1 мкл (1.25 и) фермента. Олигонуклеотидные праймеры в паре добавляют в концентрации 20 пмоль на 100 мкл смеси. Параметры ПЦР реакции: 95°С в течение 5 мин (лизис клеток и денатурация геномной ДНК); затем 35 циклов амплификации - 94°С - 1 мин (денатурация), 58°С в течение 50 с (отжиг олигонуклеотидов), 72°С - 40 с, (достройка (элонгация) цепи); финальная элонгация фрагментов при 72°С - 10 мин, хранение при 4°С.10x PCR buffer (10X High Fidelity PCR Buffer with 15 mM MgCl 2 ), 10 μl of a mixture of 2mM dNTPs, 5 μl of DMSO, 0.3 μg of genomic DNA and 1 μl (1.25 i) of the enzyme. Oligonucleotide primers in pairs are added at a concentration of 20 pmol per 100 μl of the mixture. Parameters for PCR reaction: 95 ° C for 5 min (cell lysis and denaturation of genomic DNA); then 35 cycles of amplification - 94 ° C - 1 min (denaturation), 58 ° C for 50 s (annealing of oligonucleotides), 72 ° C - 40 s, (completion (extension) of the chain); final elongation of fragments at 72 ° C for 10 min, storage at 4 ° C.

Результаты амплификации учитывают путем анализа продуктов амплификации исследуемых образцов методом электрофореза в 1% агарозном геле. В пробирки с исследуемыми образцами после завершения амплификации вносят аккуратно под масло 1/5 объема раствора 6Х DNA Loading Dye (Fermentas), перемешивают и 10 мкл полученного образца вносят в лунки агарозного геля. Электрофорез проводят в камере для горизонтального электрофореза. Результаты электрофореза учитывают в ультрафиолетовом свете с длинной волны 254 нм на трансиллюминаторе. В качестве контроля размера полученного фрагмента используют ДНК маркер GeneRuler™ 50+ п.н. (Fermentas).The amplification results are taken into account by analyzing the amplification products of the test samples by electrophoresis in 1% agarose gel. After amplification is completed, 1/5 of the 6X DNA Loading Dye (Fermentas) solution is carefully added under oil to the tubes with the test samples after amplification, mixed, and 10 μl of the obtained sample is added to the wells of the agarose gel. Electrophoresis is carried out in a chamber for horizontal electrophoresis. The results of electrophoresis are taken into account in ultraviolet light with a wavelength of 254 nm on a transilluminator. As a control of the size of the obtained fragment, a DNA marker GeneRuler ™ 50+ bp was used. (Fermentas).

Оценка результатовEvaluation of the results

Результатом ПЦР анализа исследуемых образцов ДНК с использованием разработанных праймеров является наличие ПЦР продукта необходимого размера (табл. 4) для каждой пары праймеров, выявленные методом электрофореза в 1% агарозном геле.The result of PCR analysis of the studied DNA samples using the developed primers is the presence of the PCR product of the required size (Table 4) for each pair of primers detected by electrophoresis in 1% agarose gel.

Пример 1. Формирование каталога бактериальных генов и их продуктов, участвующих в синтезе и метаболизме нейроактивных соединений.Example 1. The formation of a catalog of bacterial genes and their products involved in the synthesis and metabolism of neuroactive compounds.

С помощью доступных научных литературных источников и баз данных KEGGPATHWAY http://www.genome.jp/kegg/pathway.html, были проанализированы метаболические пути синтеза и деградации различных нейроактивных веществ у бактерий и отобраны ключевые ферменты, участвующие в этих процессах. И с помощью базы данных NCBI создан каталог, в который вошли 59 генов, кодирующие эти ферменты. Из этого списка генов были отобраны наиболее важные гены, кодирующие белки, участвующие в синтезе и метаболизме: серотонина, дофамина, гистамина, мелатонина, гаммааминомасляной кислоты, тирамина, спермидина, масляной кислоты, газотрансмиттера NO (табл. 1).Using the available scientific literature and databases KEGGPATHWAY http://www.genome.jp/kegg/pathway.html, the metabolic pathways for the synthesis and degradation of various neuroactive substances in bacteria were analyzed and the key enzymes involved in these processes were selected. And with the help of the NCBI database, a catalog was created, which included 59 genes encoding these enzymes. The most important genes encoding proteins involved in the synthesis and metabolism were selected from this list of genes: serotonin, dopamine, histamine, melatonin, gamma-aminobutyric acid, tyramine, spermidine, butyric acid, NO gas transmitter (Table 1).

Пример 2. Отбор доминирующих родов бактерий кишечной микробиоты, содержащих наибольшее количество ключевых генов нейроактивных соединений.Example 2. The selection of the dominant genera of bacteria of the intestinal microbiota containing the largest number of key genes of neuroactive compounds.

Для отбора доминирующих родов бактерий использовались опубликованные данные метагеномного анализа кишечной микробиоты здоровых людей, выполненные в различных лабораториях мира. В основном, опирались на работы по изучению видового биоразнообразия кишечной микробиоты здорового человека [Arumugam M, et al. Enterotypes of the human gut microbiome. Nature. 2011; 473: 174-180; Schloissnig S. et al. Genomic variation landscape of the human gut microbiome. Nature. 2013; 493:45-50] и где использовалась большая выборка анализируемых метагеномов (более 260 метагеномов). В результате анализа было отобрано 32 рода бактерий, относящихся к доминирующим филам: Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria. Далее отбирались рода бактерий кишечной микробиоты, содержащие наибольшее количество ключевых генов нейроактивных соединений. Для этого был проведен метагеномный анализ кишечной микробиоты здоровых людей. Анализ проводился с помощью программы NEUROHUNTER (https://github.com/Alexey-Kovtun/ Neurohunter/tree/master) и созданного каталога ортологов к отобранным генам нейроактивных соединений, разработанные авторами изобретения. На первом этапе был проанализирован собранный метагеном. Для этого из базы данных консорциума Human Microbiome Project (http://hmpdacc.org/) были взяты геномы 508 бактерий, изолированные из микробиоты кишечника здорового человека. Из всех доступных контигов (22342) был составлен общий метагеном. С помощью разработанной программы этот метагеном был проанализирован с настройкой минимального порога идентичности 60%. Такой порог позволяет определять гомологичные аминокислотные последовательности в геномах бактерий одного рода. В результате анализа было идентифицировано 57 генов из 59 анализируемых. Не были найдены только два гена, кодирующие ферменты фенилаланин-4гидроксилазу и тирозин гидроксилазу.To select the dominant genera of bacteria, published data from a metagenomic analysis of the intestinal microbiota of healthy people, performed in various laboratories of the world, were used. Basically, they relied on work on the study of the species biodiversity of the intestinal microbiota of a healthy person [Arumugam M, et al. Enterotypes of the human gut microbiome. Nature. 2011; 473: 174-180; Schloissnig S. et al. Genomic variation landscape of the human gut microbiome. Nature. 2013; 493: 45-50] and where a large sample of the analyzed metagenomes was used (more than 260 metagenomes). As a result of the analysis, 32 genera of bacteria belonging to the dominant fila were selected: Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria. Next, bacteria of the intestinal microbiota containing the largest number of key genes of neuroactive compounds were selected. For this, a metagenomic analysis of the intestinal microbiota of healthy people was carried out. The analysis was performed using the NEUROHUNTER program (https://github.com/Alexey-Kovtun/ Neurohunter / tree / master) and the created catalog of orthologs for the selected genes of neuroactive compounds developed by the inventors. At the first stage, the collected metagen was analyzed. For this, the genomes of 508 bacteria isolated from the microbiota of the intestines of a healthy person were taken from the database of the Human Microbiome Project consortium (http://hmpdacc.org/). Of all the available contigs (22342), a common metagen was compiled. Using the developed program, this metagenome was analyzed with a minimum identity threshold setting of 60%. Such a threshold allows the determination of homologous amino acid sequences in the genomes of bacteria of the same genus. As a result of the analysis, 57 of the 59 analyzed genes were identified. Only two genes encoding the phenylalanine-4-hydroxylase and tyrosine hydroxylase enzymes were not found.

На втором этапе были проанализированы 148 метагеномов из базы данных консорциума Human Microbiome Project (http://hmpdacc.org/). Анализ проводился также программой NEUROHUNTER с настройкой минимального порога идентичности 60%. В результате анализа было идентифицировано 52 гена из 59 анализируемых. Не удалось идентифицировать гены, кодирующие ферменты, участвующие в синтезе дофамина, серотонина, мелатонина, тирамина и NO. Обобщенный результат метагеномного анализа приведен в табл. 2.At the second stage, 148 metagenomes from the database of the Human Microbiome Project consortium (http://hmpdacc.org/) were analyzed. The analysis was also carried out by the NEUROHUNTER program with a minimum identity threshold setting of 60%. As a result of the analysis, 52 of the 59 analyzed genes were identified. Unable to identify genes encoding enzymes involved in the synthesis of dopamine, serotonin, melatonin, tyramine and NO. The generalized result of metagenomic analysis is given in table. 2.

С помощью используемой программы были определены рода бактерий, в которых исследуемые гены встречались наиболее часто (рисунок 1). Из них нами было отобрано восемь доминирующих рода бактерий: Bacteroides, Bifidobacterium, Clostridium, Escherichia, Eubacterium, Enterococcus, Lactobacillus, Streptococcus (таблица 3).Using the program used, the genus of bacteria in which the studied genes were found most often was determined (Figure 1). Of these, we selected eight dominant bacteria: Bacteroides, Bifidobacterium, Clostridium, Escherichia, Eubacterium, Enterococcus, Lactobacillus, Streptococcus (table 3).

Пример 3. Разработка олигонуклеотидов к ключевым генам, участвующих в синтезе и метаболизме нейроактивных соединений, выявленных у различных видов бактерий кишечной микробиоты.Example 3. The development of oligonucleotides for key genes involved in the synthesis and metabolism of neuroactive compounds detected in various types of bacteria of the intestinal microbiota.

Используя базу данных NCBI, в доступных геномах наиболее распространенных видов бактерийUsing the NCBI database, in the available genomes of the most common bacterial species

- 5 032051 отобранных восьми родов (таблица 3), был проведен поиск 10 ключевых генов, участвующих в синтезе и метаболизме нейроактивных соединений (таблица 1). Это гены, кодирующие дофа-декарбоксилазу, тирозин-декарбоксилазу, тирозин-гидроксилазу, гистидин-дёкарбоксилазу, глутамат-декарбоксилазу, моноамин-оксидазу, бутирил-СоА-дегидрогеназу, спермидин-синтазу, синтазу оксида азота, серотонин Nацетилтрансферазу. Все гены, выявленные в геномах бактерий, относящихся к 27 различным видам (таблица 5), указаны в табл. 4. Для поиска ортологов к генам использовали программу Microbial Nucleotide BLAST (blastn). Оказалось, что некоторые ортологи из различных штаммов, принадлежавших одному виду, содержали нуклеотидные полиморфизмы, поэтому, олигонуклеотиды (праймеры) подбирались к их консервативным участкам. Специфические праймеры подбирали с помощью программы Primer3Plus (http://www.bioinformatics.nl/cgi-bin/primer3plus/primer3manager .cgi) с учетом размера образуемого фрагмента и температуры отжига. Образуемый праймерами продукт не должен был превышать 250 п.н., что важно при использовании праймеров для ПЦР анализа кДНК микробиоты в режиме реального времени. Для всех праймеров температура отжига составляла 58°. Всего было разработано 45 пар праймеров, включающие прямые и обратные олигонуклеотиды, которые указаны в табл. 4. Отдельный список нуклеотидных последовательностей всех ПЦР продуктов, образуемых праймерами, прилагается.- 5 032051 selected eight genera (table 3), a search was made for 10 key genes involved in the synthesis and metabolism of neuroactive compounds (table 1). These are genes encoding dopa decarboxylase, tyrosine decarboxylase, tyrosine hydroxylase, histidine decarboxylase, glutamate decarboxylase, monoamine oxidase, butyryl CoA dehydrogenase, spermidine synthase, nitric oxide synthase nitrate, and nitric oxide synthase. All genes identified in the genomes of bacteria belonging to 27 different species (table 5) are shown in table. 4. To search for orthologs for the genes, the Microbial Nucleotide BLAST program (blastn) was used. It turned out that some orthologs from different strains belonging to the same species contained nucleotide polymorphisms, therefore, oligonucleotides (primers) were selected to their conservative sites. Specific primers were selected using the Primer3Plus program (http://www.bioinformatics.nl/cgi-bin/primer3plus/primer3manager .cgi) taking into account the size of the formed fragment and the annealing temperature. The product formed by the primers should not exceed 250 bp, which is important when using primers for PCR analysis of microbiota cDNA in real time. For all primers, the annealing temperature was 58 °. A total of 45 pairs of primers were developed, including direct and reverse oligonucleotides, which are listed in table. 4. A separate list of nucleotide sequences of all PCR products formed by the primers is attached.

Праймеры были сгруппированы в шесть наборов (табл. 6). В каждый набор входят праймеры к генам из различных геномов, но кодирующих один фермент. Три набора включают пары праймеров к различным генам и два набора содержат пары праймеров, подобранные к одному гену.Primers were grouped into six sets (Table 6). Each set includes primers for genes from different genomes, but encoding a single enzyme. Three sets include primer pairs for different genes and two sets contain primer pairs matched to one gene.

ПЦР анализ исследуемых образцов ДНК с использованием разработанных праймеров проводят с применением специальных наборов для проведения ПЦР анализа на приборе - амплификаторе. Состав смеси для ПЦР (на 100 мкл): 10 мкл 10хПЦР буфера (10Х High Fidelity PCR Buffer with 15 mM MgCl2), 10 мкл смеси 2mM dNTPs, 5 мкл DMSO, 0.3 мкг геномной ДНК и 1 мкл (1.25 и) фермента. Олигонуклеотидные праймеры добавляют в концентрации 20 пмоль на 100 мкл смеси. Параметры ПЦР реакции: 95°С в течение 5 мин (лизис клеток и денатурация геномной ДНК); затем 35 циклов амплификации - 94°С - 1 мин (денатурация), 58°С в течение 0.5 мин (отжиг олигонуклеотидов), 72°С - 40 с. (достройка (элонгация) цепи); финальная элонгация фрагментов при 72°С - 10 мин, хранение при 4°С. Результаты амплификации учитывают путем анализа продуктов амплификации исследуемых образцов методом электрофореза в 1% агарозном геле. В пробирки с исследуемыми образцами после завершения амплификации вносят аккуратно под масло 1/5 объема раствора 6Х DNA Loading Dye (Fermentas), перемешивают и 10 мкл полученного образца вносят в лунки агарозного геля. Электрофорез проводят в камере для горизонтального электрофореза. Результаты электрофореза учитывают в ультрафиолетовом свете с длинной волны 254 нм на трансиллюминаторе. В качестве контроля размера полученного фрагмента используют ДНК маркер GeneRuler™ 50+ п.н. (Fermentas).PCR analysis of the studied DNA samples using the developed primers is carried out using special kits for PCR analysis on a device - an amplifier. Composition of the mixture for PCR (per 100 μl): 10 μl of 10x PCR buffer (10X High Fidelity PCR Buffer with 15 mM MgCl 2 ), 10 μl of a mixture of 2mM dNTPs, 5 μl of DMSO, 0.3 μg of genomic DNA and 1 μl (1.25 i) of the enzyme. Oligonucleotide primers are added at a concentration of 20 pmol per 100 μl of the mixture. Parameters for PCR reaction: 95 ° C for 5 min (cell lysis and denaturation of genomic DNA); then 35 cycles of amplification - 94 ° С - 1 min (denaturation), 58 ° С for 0.5 min (annealing of oligonucleotides), 72 ° С - 40 s. (completion (elongation) of the chain); final elongation of fragments at 72 ° C for 10 min, storage at 4 ° C. The amplification results are taken into account by analyzing the amplification products of the test samples by electrophoresis in 1% agarose gel. After amplification is completed, 1/5 of the 6X DNA Loading Dye (Fermentas) solution is carefully added under oil to the tubes with the test samples after amplification, mixed, and 10 μl of the obtained sample is added to the wells of the agarose gel. Electrophoresis is carried out in a chamber for horizontal electrophoresis. The results of electrophoresis are taken into account in ultraviolet light with a wavelength of 254 nm on a transilluminator. As a control of the size of the obtained fragment, a DNA marker GeneRuler ™ 50+ bp was used. (Fermentas).

Пример 4. Биоинформатическая валидация разработанных праймеров.Example 4. Bioinformatics validation of designed primers.

Была проведена биоинформатическая валидация качества разработанных праймеров с использованием каталога генов метагеномов кишечника человека http://meta.genomics.cn/meta/home). Нуклеотидные последовательности праймеров объединяли в fasta-файл, в который вошло 90 последовательностей, включая реверс-комплементарные. Далее, с помощью программы bowtie2 последовательности праймеров были картированы на нуклеотидные последовательности генов из каталога. Праймеры картировались на нуклеотидные последовательности аналогичных генов.The bioinformatic validation of the quality of the developed primers was carried out using the human intestinal metagenome gene catalog http://meta.genomics.cn/meta/home). The nucleotide sequences of the primers were combined into a fasta file, which included 90 sequences, including reverse complementary ones. Further, using the bowtie2 program, primer sequences were mapped to the nucleotide sequences of genes from the catalog. Primers were mapped to nucleotide sequences of similar genes.

а) Таблицы.a) Tables.

Таблица 1. Список ключевых ферментов, кодируемых бактериальными генами, участвующих в синтезе и метаболизме нейроактивных соединенийTable 1. List of key enzymes encoded by bacterial genes involved in the synthesis and metabolism of neuroactive compounds

No. Кодируемый белок Encoded protein Функция Function Нейроактивное соединение Neuroactive compound Биогенные амины и их предшественники Biogenic amines and their precursors 1 1 Т ирозин-гидроксилаза T irosin hydroxylase Синтез дофамина Dopamine synthesis Дофамин Dopamine 2 2 Дофа-декарбоксилаза Dofa decarboxylase Синтез дофамина и серотонина Synthesis of Dopamine and Serotonin Дофамин, серотонин Dopamine, serotonin 3 3 Моноамин-оксидаза Monoamine oxidase Метаболизм дофамина, норадреналина и серотонина Metabolism of dopamine, norepinephrine and serotonin Дофамин, норадреналин, серотонин Dopamine, norepinephrine, serotonin 4 4 Г лутамат-декарбоксилаза G lutamate decarboxylase Синтез ГАМК GABA synthesis ГАМК GABA 5 5 Г истидин-декарбоксилаза G istidine decarboxylase Синтез гистамина Histamine synthesis Гистамин Histamine 6 6 Серотонин Nацетилтрансфераза Serotonin Nacetyltransferase Метаболизм серотонина для последующего синтеза мелатонина Serotonin metabolism for subsequent melatonin synthesis Мелатонин Melatonin 7 7 Спермидин-синтаза Spermidine synthase Синтез спермидина Spermidine synthesis Спермидин Spermidine Жирные кислоты Fatty acid 8 1 8 1 1 Бутирил-СоА-дегидрогеназа 1 Butyryl CoA dehydrogenase | Синтез масляной кислоты | Synthesis of butyric acid | Масляная кислота | Butyric acid Г азотрансмиттер G nitrogen transmitter 9 | Синтаза оксида азота 9 | Nitric oxide synthase | Синтез NO | NO synthesis | NO | NO Нейромедиаторные аминокислоты Neurotransmitter Amino Acids 10 | Тирозин-декарбоксилаза 10 | Tyrosine decarboxylase | Синтез тирамина | Tyramine synthesis | Тирамин | Tyramine

- 6 032051- 6 032051

Таблица 2. Распределение генов для 59 ферментов по частоте их встречаемости в собранном метагеноме и 148 метагеномах из базы данныхTable 2. The distribution of genes for 59 enzymes in terms of their frequency in the collected metagenome and 148 metagenomes from the database

> 90%1 148 метагеномов & собранного метагенома> 90% 1 148 metagenomes & assembled metagenome 10-90% 148 метагеномов & собранного метагенома 10-90% 148 Metagenomes & Metagenome Collected <10% 148 метагеномов & собранного метагенома <10% 148 metagenomes & collected metagenome Отсутствуют Are absent Г лутаматдекарбоксилаза, γ-аминобутират антипортер, Серотонин Nацетилтрансфераза, Фосфолипаза А2, Фосфотрансацетилаза, Бутирил-СоАдегидрогеназа, Г лутатионпероксид аза, Каталаза, Супероксиддисмутаза, Холоилглицингидролаза, Спермидинсинтаза, Аминодеоскихоризматсинтаза, субъединица 1, Аминодеоскихоризмат- G lutamate decarboxylase, γ-aminobutyrate antiporter, Serotonin Nacetyl transferase, Phospholipase A2, Phosphotransacetylase, Butyryl-CoAdehydrogenase, H lutathione peroxide aza, Catalase, Superoxide dismutase, Hololglycine hydrolase, Spermidine synthase, Aminodeoscorizim synthase, subunit 1, Aminodeoscopic Моноаминоксидаза, Гистидиндекарбоксилаза, Ацетилсеротонин Ометилтрансфераза, Триптофан-2,3диоксигеназа, Кинуренин-3 монооксигеназа, Хинолинатфосфорибозилтрансфераза, Изомераза линолевой кислоты, путь синтеза ВI2, путь синтеза В2, путь синтеза В6, путь синтеза В73 Monoamine oxidase, histidine decarboxylase, Atsetilserotonin Ometiltransferaza, 2,3dioksigenaza-Tryptophan, kynurenine 3-monooxygenase Hinolinatfosforiboziltransferaza, linoleic acid isomerase, synthetic route BI 2, a synthetic route B2, B6 synthesis pathway, synthesis pathway of B7 3 Допадекарбоксилаза4, Синтаза оксида азота4, Кинурениназа4, Гистамин Nметилтрансфераза4, /3 субъединица никотинового ацетилхолинового рецептора, Пропионил-СоА-синтетаза, Тирозиндекарбоксилаза4, Глутатионредуктаза, Глутатион-8-трансфераза, Транскрипционный активатор tenA, Опероновый репрессор биотина4 Dopadekarboksilaza 4, nitric oxide synthase 4 kynureninase 4, Histamine Nmetiltransferaza 4/3 subunit of the nicotinic acetylcholine receptor Propionyl-CoA synthetase, Tirozindekarboksilaza 4, glutathione reductase, glutathione-8-transferase, transcriptional activator tenA, Operonovy biotin repressor 4 Фенилаланин-4гидроксилаза, тирозингидроксилаза Phenylalanine-4-hydroxylase, tyrosine hydroxylase синтаза, субъединица 2 synthase, subunit 2

1 - фермент найден в > 90% 148 метагеномов, 1 - enzyme found in> 90% of 148 metagenomes,

- найден полный путь синтеза, за исключением транскрипционного активатора tenA, 3 - найден полный путь синтеза, за исключением оперонового репрессора биотина, 4 - фермент найден только в собранном метагеноме.- the complete synthesis pathway was found, with the exception of the transcriptional activator tenA, 3 - the full synthesis pathway was found, with the exception of the operon biotin repressor, 4 - the enzyme was found only in the assembled metagenome.

Таблица 3. Список родов бактерий, для которых в исследуемых метагеномах было выявлено наибольшее количество генов нейроактивных соединенийTable 3. List of bacterial genera for which the largest number of genes of neuroactive compounds were detected in the studied metagenomes

Филы Phil Рода Kind Bacteroidetes Bacteroidetes Bacteroides Bacteroides Firmicutes Firmicutes Clostridium Enterococcus Eubacterium Lactobacillus Streptococcus Ruminococcus Clostridium Enterococcus Eubacterium Lactobacillus Streptococcus Ruminococcus Actinobacteria Actinobacteria Bifidobacterium Bifidobacterium Proteobacteria Proteobacteria Escherichia Esherichia

- 7 032051- 7 032051

Таблица 4. Олигонуклеотиды для поиска в геномах и метагеномах бактериальных генов, участвующих в синтезе и метаболизме нейроактивных соединенийTable 4. Oligonucleotides for searching in the genomes and metagenomes of bacterial genes involved in the synthesis and metabolism of neuroactive compounds

г tnmcutesg tnmcutes

PrateQQscterifiPrateqqscterifi

Lwaiaw г irmicwesLwaiaw r irmicwes

E. fasciwmE. fasciwm

±. Ыгсдщ·±. Ггдщщ · ·

1'1'

E memopniaKE memopniaK

TGC GTAGGC GTTAC AACTTCTGC GTAGGC GTTAC AACTTC

25. iragili:25. iragili:

Fmiiit-KezFmiiit-kez

Ε. faeciuraΕ. faeciura

Prtfe&bacKria sfacferoideigsPrtfe & bacKria sfacferoideigs

Б fra^ilEUsed fra ^ ilE

Fii'micure^ ? A.v-1·;Fii'micure ^? A.v-1;

май®May®

Pror&zpacTsriaPror & zpacTsria

C. spor&psnesC. spor & psnes

г. Ль’пшяL’’scha

L piiirwumL piiirwum

Б.B.

И. »йяI. ”ya

Д а.чгъ'ЛтГ&таD a.chg'ltG & ta

-1ΓΓ7??.Ώ.5ΛΓ>':-·?λ-1ΓΓ7 ??. Ώ.5ΛΓ> ': - ·? Λ

Ωί- .4'··· _ϊ? ITΩί- .4 '··· _ϊ? IT

CAGGTCCAGCATCACGTCT,'CAGGTCCAGCATCACGTCT, '

CGCCAGATACAAAGAC.ACCACGCCAGATACAAAGAC.ACCA

AGCGC GTGTAC TCCATCAGTAGCGC GTGTAC TCCATCAGT

T AC TGC ААСАСААССТСАС-СT AC TGC AASASAASSTSAS-S

GC TGCTIGGAGC GTAAGAAC ‘GC TGCTIGGAGC GTAAGAAC ‘

CGGTGACGGAGGTGTATCACGGTGACGGAGGTGTATCA

CTGAAGAGGCTGA TAG ACC 4CTGAAGAGGCTGA TAG ACC 4

TCATCC AGCAACACCATACCTCATCC AGCAACACCATACC

C GGACTTCAAAC CCAATACCC GGACTTCAAAC CCAATACC

CGTGAAAGGAAGCATTTAC GGCGTGAAAGGAAGCATTTAC GG

GCTGGCACGCAATACAGTTAGCTGGCACGCAATACAGTTA

CTCCGT AATCCTGCCGTTGCTCCGT AATCCTGCCGTTG

GGC GATATGCAGTCACACCTGGC GATATGCAGTCACACCT

CGAGC GGGTGC ATATTTAC T'CGAGC GGGTGC ATATTTAC T '

CT GGAAGGGAATGGTGATGT'CT GGAAGGGAATGGTGATGT '

CGlGGAGATTGACCAGAAGACGlGGAGATTGACCAGAAGA

C GATTGAAGCС CC GACTAACTC GATTGAAGCС CC GACTAACT

TGC GTGCTCIATTGGCGTAT.TGC GTGCTCIATTGGCGTAT.

caaggaaccatctgcgacaacaaggaaccatctgcgacaa

CGCTAAGAGAACGAATGGAG iCGCTAAGAGAACGAATGGAG i

GCTTC TTGTAAGTGAGCATGCGCTTC TTGTAAGTGAGCATGC

GCTG TGC AAGTG^AGGATGTL'GCTG TGC AAGTG ^ AGGATGTL '

CC GTTGTTC GTGGGTATTC TCC GTTGTTC GTGGGTATTC T

TGAACTC AC TGC C GATT C TGTGAACTC AC TGC C GATT C TG

C-CTTGGTCGAGATCGTGAATC-CTTGGTCGAGATCGTGAAT

AATCC. C.TGAC GAAC AAC GAG'AATCC. C.TGAC GAAC AAC GAG '

TAGCG-A4GAT GGTTC CGTTCTAGCG-A4GAT GGTTC CGTTC

GAGC GCAC AAAAGAAGTAGCGAGC GCAC AAAAGAAGTAGC

GATGC TGGTGTATGGGAAACGATGC TGGTGTATGGGAAAC

CATCGGAACGTC CAC CATCCATCGGAACGTC CAC CATC

CAAGAAC ACCACC AGC ATCCCAAGAAC ACCACC AGC ATCC

GCAC C TGATGACGAACACTT.·GCAC C TGATGACGAACACTT. ·

GATAGCCAGCC GAAATAAC GGATAGCCAGCC GAAATAAC G

C AAGGAACC ATCTGC GAGAAC AAGGAACC ATCTGC GAGAA

ATGCCTGCTCTATTGGC GT AATGCCTGCTCTATTGGC GT A

GTAGCT TI GAT GGGC GAT TGGTAGCT TI GAT GGGC GAT TG

GCTCCC GTTACAAATGTTC CGCTCCC GTTACAAATGTTC C

TTGC.GCC TGCATGTAGATAGTTGC.GCC TGCATGTAGATAG

GTCAAGGACGTGAACGACACGTCAAGGACGTGAACGACAC

ACTGGAACGTGAGC AAGGAGACTGGAACGTGAGC AAGGAG

GCTT АТС ICGTG1IGAIGTGG (opsuoro ’обратного)GCTT PBX ICGTG1IGAIGTGG (opsuoro ’reverse)

AATC CTGGCGGTATC TTCGT'AATC CTGGCGGTATC TTCGT '

T-AAGGCC-TCGTIATC 7GTC GT-AAGGCC-TCGTIATC 7GTC G

GAC GAGTGAC-TTCGG-CAAGGAC GAGTGAC-TTCGG-CAAG

AACAGCC AGTAGCCTGAC GAACAGCC AGTAGCCTGAC G

I€ GGACA1 acGGAGGGAC ГI € GGACA1 acGGAGGGAC G

ATCGAAGTCCA·ATCGAAGTCCA

AATGGGCTGTTGCC AT AATC TAATGGGCTGTTGCC AT AATC T

CACAGTGGTTGTGGGCTGTACACAGTGGTTGTGGGCTGTA

ACCaGCGACTACAGCAGGI.ACCaGCGACTACAGCAGGI.

CCTTCATTGCCTACGITTCCCCTTCATTGCCTACGITTCC

GGGG AAGTCTATIGTCAGC /GGGG AAGTCTATIGTCAGC /

TC ACCGACA.AAACGGTGTAGTC ACCGACA.AAACGGTGTAG

У GC AGATTGTC GAGATAC «.GC AGATTGTC GAGATAC. "

C GC AAATGGAACC TGTAC GC GC AAATGGAACC TGTAC G

C TCIGAACGTCTGC GTC TGC TCIGAACGTCTGC GTC TG

CTGTTCTGCTGGGCAATACCCTGTTCTGCTGGGCAATACC

AGGC.GTTGTAC ATCGTC C AGAGGC.GTTGTAC ATCGTC C AG

CAC GTTCGACCTGATGACC.CAC GTTCGACCTGATGACC.

GCAGCAGAITGAGCAGTACGGCAGCAGAITGAGCAGTACG

- 8 032051- 8 032051

Таблица 5. Доминирующие виды бактерий кишечной микробиоты, содержащие гены, участвующие в синтезе и метаболизме нейроактивных соединенийTable 5. Dominant species of bacteria of the intestinal microbiota containing genes involved in the synthesis and metabolism of neuroactive compounds

No. Виды Kinds Рода Kind Филы Phil 1 2 3 4 1 2 3 4 В. fragilis В. vulgatus B.ovatus В. pectinophilus B. fragilis B. vulgatus B.ovatus B. pectinophilus Bacteroides Bacteroides Bacteroidetes Bacteroidetes 5 6 7 5 6 7 С. sporogenes С. leptum С. asparagiforme C. sporogenes C. leptum C. asparagiforme Clostridium Clostridium Firmicutes Firmicutes 8 9 8 9 Е. faecium Е. faecalis E. faecium E. faecalis Enterococcus Enterococcus 10 11 12 10 eleven 12 Е. rectale Е. eligens Е. hallii E. rectale E. eligens E. hallii Eubacterium Eubacterium 13 14 15 thirteen 14 fifteen L. plantarum L. brevis L. reuteri L. plantarum L. brevis L. reuteri Lactobacillus Lactobacillus 16 16 S. thermophilus S. thermophilus Streptococcus Streptococcus 17 17 S. epidermidis S. epidermidis Staphylococcus Staphylococcus 18 18 R. torques R. torques Ruminococcus Ruminococcus 19 20 21 22 23 24 25 26 19 20 21 22 23 24 25 26 B. catenulatum B. adolescentis B. dentium B. angulatum B. longum B. breve B. pseudocatenulatum B. animalis subsp. lactis B. catenulatum B. adolescentis B. dentium B. angulatum B. longum B. breve B. pseudocatenulatum B. animalis subsp. lactis Bifidobacterium Bifidobacterium Actinobacteria Actinobacteria 27 27 E. coll E. coll Escherichia Esherichia Proteobacteria Proteobacteria

Таблица 6. Наборы праймеровTable 6. Primer sets

Номер набора Dial number Фермент Enzyme Количество пар праймеров The number of pairs of primers по генам by genes общее the general 1 1 Дофа-декарбоксилаза Тирозин-гидроксилаза Г истидин-декарбоксилаза Dofa decarboxylase Tyrosine hydroxylase G istidine decarboxylase 2 3 3 2 3 3 8 8 2 2 Серотонин Nацетилтрансфераза/ Арилалкиламин NАцетилтрансфераза Моноамин-оксидаза Serotonin Nacetyltransferase / Arylalkylamine N Acetyltransferase Monoamine oxidase 6 3 6 3 9 9 3 3 Тирозин-декарбоксилаза Tyrosine decarboxylase 7 7 7 7 4 4 Глутамат-декарбоксилаза Glutamate decarboxylase 10 10 10 10 5 5 Спермидин-синтаза Бутирил-СоА-дегидрогеназа Синтаза оксида азота Spermidine synthase Butyryl CoA Dehydrogenase Nitric oxide synthase 6 3 2 6 3 2 11 eleven

- 9 032051- 9 032051

Перечень нуклеотидных последовательностей участков гена, соответствующих ПЦР продукту, и локализация олигонуклеотидов на них:The list of nucleotide sequences of the gene regions corresponding to the PCR product, and the localization of oligonucleotides on them:

Ген, кодирующий дофа декарбоксилазу:Gene encoding dopa decarboxylase:

Staphylococcus epidermidisStaphylococcus epidermidis

FP->FP->

CAGGTCCAGC ATCACGTCTA TCATGGCTTG GAGACATTTT AACAACAGCACAGGTCCAGC ATCACGTCTA TCATGGCTTG GAGACATTTT AACAACAGCA

AATAATATCC ATGCCTCTAA TTTTGCCAAT GCGACGCTGC CAATTAATATAATAATATCC ATGCCTCTAA TTTTGCCAAT GCGACGCTGC CAATTAATAT

101 TGAGCGTAAT TTAATTAACT ACTTGGTAGG AAAAATCGGT TATGAGATCA101 TGAGCGTAAT TTAATTAACT ACTTGGTAGG AAAAATCGGT TATGAGATCA

151 AACCGGCCGG TGGTGTCTTT GTATCTGGCG151 AACCGGCCGG TGGTGTCTTT GTATCTGGCG

RPRP

Escherichia coliEscherichia coli

FP->FP->

CTGCACTCCC TTTCAGCTTC CAGTGCTTCA CTGTAGGACG CATCATCAATCTGCACTCCC TTTCAGCTTC CAGTGCTTCA CTGTAGGACG CATCATCAAT

TTTCGTGCCT TTGCTTTCGG CATAGCGTCG TAATTTATTT GCGTCAGCTTTTTCGTGCCT TTGCTTTCGG CATAGCGTCG TAATTTATTT GCGTCAGCTT

101 CATTAAGTTC TAAAAGATGA TCGCGCAAAA GACCGATAAG CCTGCTTTO101 CATTAAGTTC TAAAAGATGA TCGCGCAAAA GACCGATAAG CCTGCTTTO

151 TATATCTCAT AKTACAGCCC ACAACCACTG TG151 TATATCTCAT AKTACAGCCC ACAACCACTG TG

RP тирозин декарбоксилазу:RP tyrosine decarboxylase:

Lactobacillus plantarumLactobacillus plantarum

FP-*FP- *

TGCCTGCTCT ATTGGCGTAT AACTATGCCA TGTTATGGAA TGGTAATAACTGCCTGCTCT ATTGGCGTAT AACTATGCCA TGTTATGGAA TGGTAATAAC

GTGGCTTATG AATCTTCACC AGCAACGTCG CAAATGGAAG AAGAAGTTGGGTGGCTTATG AATCTTCACC AGCAACGTCG CAAATGGAAG AAGAAGTTGG

101 CCAAGAATTT GCCCGATTAA TGGGTTATGA CTATGGCTGG GGCCACA7TG101 CCAAGAATTT GCCCGATTAA TGGGTTATGA CTATGGCTGG GGCCACA7TG

151 TCGCAGATGG TTCCTTG151 TCGCAGATGG TTCCTTG

RPRP

Lactobacillus brevisLactobacillus brevis

FP^FP ^

CAAGGAACCA TCTGCGACAk TGTGGCCCCA CCCATAGTCA TAACCCATTACAAGGAACCA TCTGCGACAk TGTGGCCCCA CCCATAGTCA TAACCCATTA

ACCGAGCAAA TTCTTGGCCA ACTTCTTCTT CCATTTGCGA CGTTGCTGGCACCGAGCAAA TTCTTGGCCA ACTTCTTCTT CCATTTGCGA CGTTGCTGGC

101 GAAGATTCAT AAGCCACGTT ATTACCATTC CATAACATGG CATAGTTATA101 GAAGATTCAT AAGCCACGTT ATTACCATTC CATAACATGG CATAGTTATA

151 CGCCAATAGA GCAGGCAT151 CGCCAATAGA GCAGGCAT

- RP- RP

Enterococcus faeciumEnterococcus faecium

FPFP

CGTGAAAGGA AGCATTTACG GTAATGAATT CTTAACTTCA CATACTGACTCGTGAAAGGA AGCATTTACG GTAATGAATT CTTAACTTCA CATACTGACT

TTGCTATCCC AGACTATGGC AACAGCCCAT TGCAATTCGT GAACCAACTATTGCTATCCC AGACTATGGC AACAGCCCAT TGCAATTCGT GAACCAACTA

101 GGATTCTCAG ATGAAGAATG GAACCGTGCC GGAAAAGTAA CTGTATTGCG101 GGATTCTCAG ATGAAGAATG GAACCGTGCC GGAAAAGTAA CTGTATTGCG

151 TGCCAGC151 TGCCAGC

RPRP

Enterococcus faecalisEnterococcus faecalis

FPFP

CGACAAAGAA ATCGAAGTCC ЛСACATTAAC TCATCCAGAC TTCAACATGGCGACAAAGAA ATCGAAGTCC LSACATTAAC TCATCCAGAC TTCAACATGG

TTGACTATGT GTTTAAAGAA AAAGGCAACG ATGATTTAGT AGCAATGAACTTGACTATGT GTTTAAAGAA AAAGGCAACG ATGATTTAGT AGCAATGAAC

101 AAATTAAACC ATGATGTATA TGACTATGCA TCATACGTTA AAGGAAATAT101 AAATTAAACC ATGATGTATA TGACTATGCA TCATACGTTA AAGGAAATAT

151 TTACAACAAC GAATTCATTA CTTCACATAC TGACTTTGCT ATTCCJGL47T151 TTACAACAAC GAATTCATTA CTTCACATAC TGACTTTGCT ATTCCJGL47T

201 ATGGCAACAG CCCATT201 ATGGCAACAG CCCATT

RPRP

Clostridium sporogenesClostridium sporogenes

FPFP

GTAGCTTTGA TGGGCGATTG GTTAGTAAGT ACATTTGATC AAAATGCCACGTAGCTTTGA TGGGCGATTG GTTAGTAAGT ACATTTGATC AAAATGCCAC

AGGCAGAGAT AATTCCAGTG CAGCAAAGCT TGAGGAAGAA ACCATAAATTAGGCAGAGAT AATTCCAGTG CAGCAAAGCT TGAGGAAGAA ACCATAAATT

101 TATTAAAGCA GCTTTTGGGG TTGCCGGAAA CATATTCGGG AACATTTGTA101 TATTAAAGCA GCTTTTGGGG TTGCCGGAAA CATATTCGGG AACATTTGTA

151 ACGGGAGC151 ACGGGAGC

RPRP

Streptococcus thermophilusStreptococcus thermophilus

FP-*FP- *

GCGCGACGTG ATTTCATACT TCGCGACATA CGTCTTTGAA AAAGGTGCAGGCGCGACGTG ATTTCATACT TCGCGACATA CGTCTTTGAA AAAGGTGCAG

ATATTCCTGC ATTATTGGGT GCATATATTC TTGAAGGTTC AAAAGCTGGCATATTCCTGC ATTATTGGGT GCATATATTC TTGAAGGTTC AAAAGCTGGC

101 GCAACTGCTG CATCAGTATG GGCTGCTCAT AAGACATTAC CACTGAACGT101 GCAACTGCTG CATCAGTATG GGCTGCTCAT AAGACATTAC CACTGAACGT

151 TACTGGCTAT GGAAAGTTAG TCGGGGCTTC AATCG151 TACTGGCTAT GGAAAGTTAG TCGGGGCTTC AATCG

RPRP

Bifidobacterium catenulatumBifidobacterium catenulatum

FPFP

TGCGTAGGCG TTACAACTTC CCATTCCGGC TGGTTCCGAA GCATGGACTCTGCGTAGGCG TTACAACTTC CCATTCCGGC TGGTTCCGAA GCATGGACTC

CGTCTGTTGG GCTAGGTCGA TGCCGTGGGT CACCATATCA CTGATCTGATCGTCTGTTGG GCTAGGTCGA TGCCGTGGGT CACCATATCA CTGATCTGAT

- 10 032051- 10 032051

101 CCGTCCCCAA CGTCTGCAGG GTGAGCCATA ATTTCAGGCT GCGCGCGGGG101 CCGTCCCCAA CGTCTGCAGG GTGAGCCATA ATTTCAGGCT GCGCGCGGGG

151 CGGGTCAGTT CAATGCCCCA TTCCCAATAG ETGATTTCTC CGTTCTCTGC151 CGGGTCAGTT CAATGCCCCA TTCCCAATAG ETGATTTCTC CGTTCTCTGC

201 G201 g

RP тирозин гидроксилазу:RP tyrosine hydroxylase:

Bacteroides fragilisBacteroides fragilis

FP-»FP- "

CCAACATAGT CGTTCCATTG CCATGACATT GCTATGGTAT ACACGCACATCCAACATAGT CGTTCCATTG CCATGACATT GCTATGGTAT ACACGCACAT

AATCCTCATG AACAGGGTAG AGAGCCTGAG CTCTTTGTAC AGCCTTGATAAATCCTCATG AACAGGGTAG AGAGCCTGAG CTCTTTGTAC AGCCTTGATA

101 AATAATTTCC CCATATTCTT GAAAAAATTG ACAATGTGTT GATTAAGAAG101 AATAATTTCC CCATATTCTT GAAAAAATTG ACAATGTGTT GATTAAGAAG

151 CCAAGGAACA TGGCAAAATA AATCGTGAAT CATATCAGGA AAAAGAGAAA151 CCAAGGAACA TGGCAAAATA AATCGTGAAT CATATCAGGA AAAAGAGAAA

201 AATCGTCATA TTGAGATGGA CGAAGGCATG201 AATCGTCATA TTGAGATGGA CGAAGGCATG

RPRP

E. faeciumE. faecium

FP-»FP- "

CGCTAAGAGA ACGAATCCAC TATTTTGATG ATATACACAC TAAAATCTATCGCTAAGAGA ACGAATCCAC TATTTTGATG ATATACACAC TAAAATCTAT

GAAGCACGTA CAAATCACGA AGACGAAAGC AAATTAGGAT TAGCTCAACAGAAGCACGTA CAAATCACGA AGACGAAAGC AAATTAGGAT TAGCTCAACA

101 ACGAATATTT GAATGGCTGA ATACGAATAC TGAGCAAGAA CCGTTAAGAG101 ACGAATATTT GAATGGCTGA ATACGAATAC TGAGCAAGAA CCGTTAAGAG

151 CAATTAGTAA TCTTTTTGAA TTTGGAACGA AGCATTGGTT TAACGCTGTA151 CAATTAGTAA TCTTTTTGAA TTTGGAACGA AGCATTGGTT TAACGCTGTA

201 GAAAAGGATG CTGACTTACA AGAAGC «- RP201 GAAAAGGATG CTGACTTACA AGAAGC "- RP

E. coliE. coli

FP-»FP- "

ACTGGAACGT GAGCAAGGAG ACTTAAAAAT CTATCTGTCT AGCATTGAGCACTGGAACGT GAGCAAGGAG ACTTAAAAAT CTATCTGTCT AGCATTGAGC

GTTCTATAGA GAGCCTAGAG GATAAAGTTA ATCGTATAAA GAATGAGG/GTTCTATAGA GAGCCTAGAG GATAAAGTTA ATCGTATAAA GAATGAGG /

101 ATTCATGATA TTAAGGACGA TATATCCTTC TTAAAATCTT GGTTGAAAAX101 ATTCATGATA TTAAGGACGA TATATCCTTC TTAAAATCTT GGTTGAAAAX

151 TGTTGGTAAA ATTGCCACAT CAACACGAGA TAAGC «- RP гистидин декарбоксилазу:151 TGTTGGTAAA ATTGCCACAT CAACACGAGA TAAGC “- RP histidine decarboxylase:

В. fragilisB. fragilis

FP-»FP- "

TGTAGCGAAG GATCGTTGTG AGAAGAACGA TGCGTATCTC GGGCAAGTCATGTAGCGAAG GATCGTTGTG AGAAGAACGA TGCGTATCTC GGGCAAGTCA

ACCTGATGAA AGCCTCGTCT TTTTGCGGAC AGAATGGAGC CATCTGGGGAACCTGATGAA AGCCTCGTCT TTTTGCGGAC AGAATGGAGC CATCTGGGGA

101 TTTGACCTGG CGATGCACGA TGACATTGCC AAAAGGAAAG AGATGCCTAT101 TTTGACCTGG CGATGCACGA TGACATTGCC AAAAGGAAAG AGATGCCTAT

151 CTACATGCAG GCGCAA <- RP151 CTACATGCAG GCGCAA <- RP

Lactobacillus reuteriLactobacillus reuteri

FP-*FP- *

ATTGAACCGC CTGGGATAGA ATCAACCGGC ATTGAAACGT AAGGTGCTACATTGAACCGC CTGGGATAGA ATCAACCGGC ATTGAAACGT AAGGTGCTAC

GGTAATTGCA TTACCAATTT GACCTGGTTC CATCATTGCA TGAGCAAAGCGGTAATTGCA TTACCAATTT GACCTGGTTC CATCATTGCA TGAGCAAAGC

101 CGATCCATGA ACCCTTGAAT GAGGTATTAG CATCTTGACC ACACTCAGCA101 CGATCCATGA ACCCTTGAAT GAGGTATTAG CATCTTGACC ACACTCAGCA

151 ATTGACTTAG CAATTGCCTT ACGACGACCC TTAAGGTATT CAATTAATTC151 ATTGACTTAG CAATTGCCTT ACGACGACCC TTAAGGTATT CAATTAATTC

201 ATCTTCATTA GGTGTTTCCC ATACACCAGC АТС <- RP моноаминоксидазу:201 ATCTTCATTA GGTGTTTCCC ATACACCAGC ATC <- RP monoamine oxidase:

Bifidobacterium longumBifidobacterium longum

FP->FP->

CAAGAACACC ACCAGCATCC CCACCCTCGG CAATCCGCCG ATCGTGCCGGCAAGAACACC ACCAGCATCC CCACCCTCGG CAATCCGCCG ATCGTGCCGG

ACTGCTGGAT CTACGTGCAG GACCCGGGCT ACAAGGTCGG ACGTCTGCAGACTGCTGGAT CTACGTGCAG GACCCGGGCT ACAAGGTCGG ACGTCTGCAG

101 ATCTTCAACA ACTGGAGCCC GTACCTGGTC AAGGACGTGG ACGACACCGT101 ATCTTCAACA ACTGGAGCCC GTACCTGGTC AAGGACGTGG ACGACACCGT

151 GTGGATCGGT CTCGAGTACT TCTGCGAGGA GGGCGACTCG TTCTGGAAC4151 GTGGATCGGT CTCGAGTACT TCTGCGAGGA GGGCGACTCG TTCTGGAAC4

201 TGAGCGAGGA GGATGTCAC <- RP201 TGAGCGAGGA GGATGTCAC <- RP

Bifidobacterium breveBifidobacterium breve

FPFP

TCGAAGTATG CAGGGTAGGC CTTCTTCACG CGTTCACGGT GGGAGTCGAGTCGAAGTATG CAGGGTAGGC CTTCTTCACG CGTTCACGGT GGGAGTCGAG

GACCTCATCC GGGCCATTGA TCACGCGCAT GCGGGTGAGC TCGGAAATGGGACCTCATCC GGGCCATTGA TCACGCGCAT GCGGGTGAGC TCGGAAATGG

101 CGAACTTGGT GGCGTCTTCC TCACTCATGT TCCAGAAGGA ATCACCCTCT101 CGAACTTGGT GGCGTCTTCC TCACTCATGT TCCAGAAGGA ATCACCCTCT

151 TCGCAGAAGT ACTCCAGACC AACCCACACG GTGTCGTTCA CGTCCTTGAC151 TCGCAGAAGT ACTCCAGACC AACCCACACG GTGTCGTTCA CGTCCTTGAC

- RP- RP

E. coliE. coli

FP->FP->

TCATCCAGCA ACACCATACC GTGGGCGTCT TTAATGGGTT GCCAGGAGAGTCATCCAGCA ACACCATACC GTGGGCGTCT TTAATGGGTT GCCAGGAGAG

CAGTTTGTTG TTTTGCAGAT CCACCACCGC TTCGATGATA TGTTTGCCGTCAGTTTGTTG TTTTGCAGAT CCACCACCGC TTCGATGATA TGTTTGCCGT

101 CGAGCATAAT GACGTCGGCT TTGCGCGGCT GGTCAACCGG TTTGTTTTCC101 CGAGCATAAT GACGTCGGCT TTGCGCGGCT GGTCAACCGG TTTGTTTTCC

151 AGCGCAAACG CCCAGACAGC TTCTTTATCT GGCGGTAGCA GGGAGATCTC151 AGCGCAAACG CCCAGACAGC TTCTTTATCT GGCGGTAGCA GGGAGATCTC

201 AGTAAAACGG GTATTGGGTT TGAAGTCCG201 AGTAAAACGG GTATTGGGTT TGAAGTCCG

- 11 032051- 11 032051

RP глутамат декарбоксилазу:RP glutamate decarboxylase:

Bacteroides vulgatesBacteroides vulgates

FP^FP ^

GCGGTTTTCA GGTTGTTTGG GAAAAGTTCG CCCAACTTTG GCAAATTGAAGCGGTTTTTCA GGTTGTTTTGG GAAAAGTTCG CCCAACTTTG GCAAATTGAA

ATGCGCCAAG TACCTCTCAC CTTGGACAAA ACCACTCTGG ACCCCGAAGAATGCGCCAAG TACCTCTCAC CTTGGACAAA ACCACTCTGG ACCCCGAAGA

101 AGCACTGAAG ATGTGTGACG AGAACACCAT CTGCATCGTC CCCATCCAAG101 AGCACTGAAG ATGTGTGACG AGAACACCAT CTGCATCGTC CCCATCCAAG

151 GTGTGACATG GACAGGTTTG AACGATGACG TGGAAGCGTT GGACAAAGCA151 GTGTGACATG GACAGGTTTG AACGATGACG TGGAAGCGTT GGACAAAGCA

201 CTGGATGCCT АСА201 CTGGATGCCT ACA

RPRP

Bacteroides ovatusBacteroides ovatus

FP^FP ^

AATCCCTGAC GAACAACGAC ACGCATCACT ACATAATCTT CCAGTTTAGAAATCCCTGAC GAACAACGAC ACGCATCACT ACATAATCTT CCAGTTTAGA

AGGCAATGTA TAAGCAGGAA CCATCCAACC ATGTTGAGAT AGTTTGTCTTAGGCAATGTA TAAGCAGGAA CCATCCAACC ATGTTGAGAT AGTTTGTCTT

101 GCAAATCATA CAAAGTCCAT TTGGCGCTCT TTGCATATTC CGGTTTCAGA101 GCAAATCATA CAAAGTCCAT TTGGCGCTCT TTGCATATTC CGGTTTCAGA

151 TACCAGATGA ATAGCGGGTT CACAACATCT TCTGAGTAGT TAACGA4CGG151 TACCAGATGA ATAGCGGGTT CACAACATCT TCTGAGTAGT TAACGA4CGG

201 AACCATCTTG GCTA <- RP201 AACCATCTTG GCTA <- RP

C. sporogenesC. sporogenes

FP^FP ^

GAGCGCACAA AAGAAGTAGC TATGTATATT TCAAAAGAAC TTGAAAACACGAGCGCACAA AAGAAGTAGC TATGTATATT TCAAAAGAAC TTGAAAACAC

GGGATTATTC AGTATATATA ATGATGGCAG TAATCTTCCT ATAGTTTGCTGGGATTATTC AGTATATATA ATGATGGCAG TAATCTTCCT ATAGTTTGCT

101 ATAAACTAAA AGAACAATCT AAAGTGAAGT GGAATCTTTA TGATTTAGCA101 ATAAACTAAA AGAACAATCT AAAGTGAAGT GGAATCTTTA TGATTTAGCA

151 GATAGACTAG CTATGAAAGG TTGGCAAATA CCTGCTTACC CCCT151 GATAGACTAG CTATGAAAGG TTGGCAAATA CCTGCTTACC CCCT

RPRP

E. faeciumE. faecium

FP^FP ^

GCTCTGCAAG TGAGGATGTT GACTTGCCTA AATATAAGAA TCCATTGAACGCTCTGCAAG TGAGGATGTT GACTTGCCTA AATATAAGAA TCCATTGAAC

CACGAATTGC TTATCAATTA GTACAAGACG AGATGTTGGA TGAAGGAAATCACGAATTGC TTATCAATTA GTACAAGACG AGATGTTGGA TGAAGGAAAT

101 GCGCGATTAA ACTTAGCTAC TTTTTGTCAA ACGTATATGG AACCTGAAGC101 GCGCGATTAA ACTTAGCTAC TTTTTGTCAA ACGTATATGG AACCTGAAGC

151 AGTGAAATTG ATGACCCAAA CGTTAGAAAA AAATGCAATT GATAAATCAG 201 AATACCCACG AACAACGG151 AGTGAAATTG ATGACCCAAA CGTTAGAAAA AAATGCAATT GATAAATCAG 201 AATACCCACG AACAACGG

RPRP

L. brevisL. brevis

FP-*FP- *

TGAACTCACT GCCGATTCTG ATCGCGAATG GACCCTCTAC GATTTATCCGTGAACTCACT GCCGATTCTG ATCGCGAATG GACCCTCTAC GATTTATCCG

ATCGGTTATT AATGAAGGGC TGGCAGGTTC CCACCTATCC CTTACCAAAAATCGGTTATT AATGAAGGGC TGGCAGGTTC CCACCTATCC CTTACCAAAA

101 AACATGACGG ACCGCGTTAT TCAACGGATC GTGGTTCGGG CTGACTTTGG101 AACATGACGG ACCGCGTTAT TCAACGGATC GTGGTTCGGG CTGACTTTGG

151 TATGAGTATG GCCCACGACT TTATTGATGA TCTAACCCAA GCCATTCACG151 TATGAGTATG GCCCACGACT TTATTGATGA TCTAACCCAA GCCATTCACG

201 ATCTCGACCA AGC201 ATCTCGACCA AGC

RPRP

L. plantarumL. plantarum

FP->FP->

GCACCTGATG ACGAACACTT TACGGGTACC TCTACGATTG GCTCCTCTGAGCACCTGATG ACGAACACTT TACGGGTACC TCTACGATTG GCTCCTCTGA

AGCTTGTATG TTAGGCGGTT TAGCAATGAA ATTCGCCTGG CGTAAACGCGAGCTTGTATG TTAGGCGGTT TAGCAATGAA ATTCGCCTGG CGTAAACGCG

101 CTCAAGCGGC AGGTTTAGAT CTGAATGCCC ATCGACCTAA CCXCGTTATT101 CTCAAGCGGC AGGTTTAGAT CTGAATGCCC ATCGACCTAA CCXCGTTATT

151 TCGGCTGGCT АТС151 TCGGCTGGCT PBX

RPRP

Bifidobacterium adolescentisBifidobacterium adolescentis

FP-»FP- "

ACTTCTCCCA GCACACCTGC ACGGCGCTGC TCATCACCAG ATTCGGATGAACTTCTCCCA GCACACCTGC ACGGCGCTGC TCATCACCAG ATTCGGATGA

TCGGTCGGCA GGTCGGCCTT TTCGCGGGCT TCCTTCCAAC GGCGCTTCAATCGGTCGGCA GGTCGGCCTT TTCGCGGGCT TCCTTCCAAC GGCGCTTCAA

101 CGCGAGTCCG CCCAGCATGC AAGCTTCCGA CGAGCCGL4TG GTGGAGGTTC101 CGCGAGTCCG CCCAGCATGC AAGCTTCCGA CGAGCCGL4TG GTGGAGGTTC

151 CGATG «- RP151 CGATG "- RP

Bifidobacterium dentiumBifidobacterium dentium

FP->FP->

AGCGCGTGTA CTCCATCAGT ACCTCCGGAC ACAAGTACGG TCTGGTCTACAGCGCGTGTA CTCCATCAGT ACCTCCGGAC ACAAGTACGG TCTGGTCTAC

CCGGGCCTGG GCTGGGTGGT ATGGCGTGAG ACCGCCGACC TGCCGGAAAGCCGGGCCTGG GCTGGGTGGT ATGGCGTGAG ACCGCCGACC TGCCGGAAAG

101 CCTGATCTTC AAGGTGAGCT ATCTGGGCGG CGAAATGCCG ACCTTTGCGC101 CCTGATCTTC AAGGTGAGCT ATCTGGGCGG CGAAATGCCG ACCTTTGCGC

151 TGAACTTCTC CCGCCCCGGC GCTCAGGTGC TGTTGCAGTA <- RP151 TGAACTTCTC CCGCCCCGGC GCTCAGGTGC TGTTGCAGTA <- RP

Bifidobacterium angulatumBifidobacterium angulatum

FPFP

TGCAGATTGT CGAGATACGC TACGCAGGCC TTGAGATCCT TAAGGAACGATGCAGATTGT CGAGATACGC TACGCAGGCC TTGAGATCCT TAAGGAACGA

TTCGGCCAGA TCATGGCTGA ACCCGTTGCG CACCACGATG CGTTGCACGGTTCGGCCAGA TCATGGCTGA ACCCGTTGCG CACCACGATG CGTTGCACGG

101 TCACATCGGT CAGATCGACC GGCATCGGAT ATGCCGGCAC CAGCCATCCC101 TCACATCGGT CAGATCGACC GGCATCGGAT ATGCCGGCAC CAGCCATCCC

151 TTCATGCGCA GGCGATCCTG CAGATCGZ4C AGGTTCCATT TGCG *- RP151 TTCATGCGCA GGCGATCCTG CAGATCGZ4C AGGTTCCATT TGCG * - RP

- 12 032051- 12 032051

E. coliE. coli

FP-*FP- *

CTCTGAACGT CTGCGTCTGC GCGGCTGGCA GGTTCCGGCC TTCACTCTCGCTCTGAACGT CTGCGTCTGC GCGGCTGGCA GGTTCCGGCC TTCACTCTCG

GCGGTGAAGC CACCGACATC GTGGTGATGC GCATTATGTG TCGTCGCGGCGCGGTGAAGC CACCGACATC GTGGTGATGC GCATTATGTG TCGTCGCGGC

101 TTCGAAATGG ACTTTGCTGA ACTGTTGCTG GAAGACTACA AAGCCTCCCT101 TTCGAAATGG ACTTTGCTGA ACTGTTGCTG GAAGACTACA AAGCCTCCCT

151 GAAATATCTC AGCGATCACC CGAAACTGCA GGGTATTGCC CAGCAGAACA 201 G151 GAAATATCTC AGCGATCACC CGAAACTGCA GGGTATTGCC CAGCAGAACA 201 G

RP бутирил-СоА-дегидрогеназу:RP butyryl CoA dehydrogenase:

В. longumB. longum

FP->FP->

AGGCGTTCTA CATCGTCCAG CAGGGCATAG CGGACGCGGC CACCGTGGACAGGCGTTCTA CATCGTCCAG CAGGGCATAG CGGACGCGGC CACCGTGGAC

GACGTGATGA AGTACAGCCT CGGCCGCCGC TGGAACCTGG TCGGCCCGATGACGTGATGA AGTACAGCCT CGGCCGCCGC TGGAACCTGG TCGGCCCGAT

101 CGCCAGCATC GATCTCGGCG GACTCGACGT GTTCTACAAC ATCAGCACCT101 CGCCAGCATC GATCTCGGCG GACTCGACGT GTTCTACAAC ATCAGCACCT

151 ACCTGTTCGA CGACA <- RP151 ACCTGTTCGA CGACA <- RP

B. breveB. breve

FP->FP->

CACGTTCGAC CTGATGACCA G4ATCGGCAA GAAACCGGCG AAACTCAACACACGTTCGAC CTGATGACCA G4ATCGGCAA GAAACCGGCG AAACTCAACA

AGGAATCGCT CGGATTCATC GGCAACCGAC TGCAGATGGC GGTGCTGCGCAGGAATCGCT CGGATTCATC GGCAACCGAC TGCAGATGGC GGTGCTGCGC

101 GAGGAATTCC ATATCATTCA GGAAGGCATC GCGGACGCGG CCACCGTGGA101 GAGGAATTCC ATATCATTCA GGAAGGCATC GCGGACGCGG CCACCGTGGA

151 TGACGTG/IFG AAGTACAGCC TCGGC151 TGACGTG / IFG AAGTACAGCC TCGGC

RPRP

Bifidobacterium pseudocatenulatumBifidobacterium pseudocatenulatum

FP-»FP- "

ACTTCGACTA GCGGCATCAG ATGCGCAGGA TTCCAGAAAT GAGCCACCACACTTCGACTA GCGGCATCAG ATGCGCAGGA TTCCAGAAAT GAGCCACCAC

AAAGCGTTCC GGGTGCTTCA GCACAGATTG GATTGCGGTT GGGCCCAATCAAAGCGTTCC GGGTGCTTCA GCACAGATTG GATTGCGGTT GGGCCCAATC

101 CGGAAGTGTT TGTCGCAAAG ATCGCATCGA CCGGCGCGTA CTGCTCAATC101 CGGAAGTGTT TGTCGCAAAG ATCGCATCGA CCGGCGCGTA CTGCTCAATC

151 TGCTGC <- RP спермидин синтазу:151 TGCTGC <- RP spermidine synthase:

Bacteroides pectinophilusBacteroides pectinophilus

FP->FP->

GACGAGTGAG TTCGGCAAGG TGCTTGTCCT TGACGGCGAG CTTATGATTAGACGAGTGAG TTCGGCAAGG TGCTTGTCCT TGACGGCGAG CTTATGATTA

CACAGAAGGA TGAATTTATC TATCATGAGA TGATTACGCA TGTGCCGATGCACAGAAGGA TGAATTTATC TATCATGAGA TGATTACGCA TGTGCCGATG

101 GCCGTGCATC CGCATGTCAG GGATGTGCTT GTGATAGGTG CGGGTGATGG101 GCCGTGCATC CGCATGTCAG GGATGTGCTT GTGATAGGTG CGGGTGATGG

151 CGGAACTATC AGGG <- RP151 CGGAACTATC AGGG <- RP

Eubacterium rectaleEubacterium rectale

FPFP

AACAGCCAGT AGCCTGACGG ACAGGTTGGA ATATGTGCCT GATATACCCTAACAGCCAGT AGCCTGACGG ACAGGTTGGA ATATGTGCCT GATATACCCT

GCTTATAGGA AATGATTTAT ACACCTTTCT GTGCATTTTC CGGCACTCAAGCTTATAGGA AATGATTTAT ACACCTTTCT GTGCATTTTC CGGCACTCAA

101 GCTCATCCTC ATCATAAAAA GGACTGCCGT GCTGGTAAAC CATGATTCCA101 GCTCATCCTC ATCATAAAAA GGACTGCCGT GCTGGTAAAC CATGATTCCA

151 TCATCCTTTA GTGCCTTATA ACAGCTTCCG TAAAACTCTT TTGTGAAA4G151 TCATCCTTTA GTGCCTTATA ACAGCTTCCG TAAAACTCTT TTGTGAAA4G

201 TCCCTCCGTA TGTCCGA <- RP201 TCCCTCCGTA TGTCCGA <- RP

Eubacterium eligensEubacterium eligens

FP->FP->

CCTGCTTGGA GCGTAAGAAC CTTAATGCAT CTGAATTATA AATGTGCACTCCTGCTTGGA GCGTAAGAAC CTTAATGCAT CTGAATTATA AATGTGCACT

CTCTCATCTT CTAATCCTGA TGCCGTCTCT GGAAAATACT CCCTGCACACCTCTCATCTT CTAATCCTGA TGCCGTCTCT GGAAAATACT CCCTGCACAC

101 ATCAACAAAC ATGTTGTCCT GTTCAACTAT GTCAATATTT TCGATATTGT101 ATCAACAAAC ATGTTGTCCT GTTCAACTAT GTCAATATTT TCGATATTGT

151 CATACTGCAA CAGTTCCTTT GATACACCTC CGTCACCG151 CATACTGCAA CAGTTCCTTT GATACACCTC CGTCACCG

RPRP

Clostridium leptumClostridium leptum

FP1 CGAGCGGGTG CATATTTACT ATGAGGATGG ATTGAAGTTT ATCCGCTCCAFP1 CGAGCGGGTG CATATTTACT ATGAGGATGG ATTGAAGTTT ATCCGCTCCA

AGGAAAACGA GTACGACCTG ATTATCGTGG ATTCCACCGA TCCCTTCGGCAGGAAAACGA GTACGACCTG ATTATCGTGG ATTCCACCGA TCCCTTCGGC

101 CCCGGAGAGG GCCTGTTCAC CAAGGAGTTT TACGGCAACT GCTATAAGGC101 CCCGGAGAGG GCCTGTTCAC CAAGGAGTTT TACGGCAACT GCTATAAGGC

151 GCTGAAAGAG GACGGCATCA T151 GCTGAAAGAG GACGGCATCA T

RPRP

B. longumB. longum

FP1 CTGGAAGGGA ATGGTGATGT CCTGATACGC ATCGACCATG ATCACGTCGTFP1 CTGGAAGGGA ATGGTGATGT CCTGATACGC ATCGACCATG ATCACGTCGT

ACTTGTCATG CGAGGCGGCG AGCCAGGCTC GGCCGTCATA CGTGGTCACGACTTGTCATG CGAGGCGGCG AGCCAGGCTC GGCCGTCATA CGTGGTCACG

101 GGGATGTCGG CGGGCTCATC GAAGTATTCG CCGGCCAGAT CGGTGATCTT101 GGGATGTCGG CGGGCTCATC GAAGTATTCG CCGGCCAGAT CGGTGATCTT

151 CTGGTCAATC TCCACG <- RP151 CTGGTCAATC TCCACG <- RP

- 13 032051- 13 032051

E. coliE. coli

FP-*FP- *

AATCCTGGCG GTATCTTCGT CGCACAAAAC GGCGTCTGCT TTTTACAGCAAATCCTGGCG GTATCTTCGT CGCACAAAAC GGCGTCTGCT TTTTACAGCA

GGAAGAAGCC ATCGACAGCC ATCGCAAACT CAGCCATTAC TTCAGCGACGGGAAGAAGCC ATCGACAGCC ATCGCAAACT CAGCCATTAC TTCAGCGACG

101 TTGGCTTTTA TCAGGCGGCG ATCCCGACCT ATTACGGCGG TATCATGACT101 TTGGCTTTTA TCAGGCGGCG ATCCCGACCT ATTACGGCGG TATCATGACT

151 TTTGCATGGG CGACAGATAA CGACGCCTTA151 TTTGCATGGG CGACAGATAA CGACGCCTTA

RP синтазу оксида азота:RP nitric oxide synthase:

E. faecalisE. faecalis

FP->FP->

ACCAGCGACT ACACCAGGTY CTGTGACAGT AATCCAACCT AGACCAGCAAACCAGCGACT ACACCAGGTY CTGTGACAGT AATCCAACCT AGACCAGCAA

ACACAATATC CGTTTTTTCT TTCACGGAAA ATTCAAAGCG CACTAATTCAACACAATATC CGTTTTTTCT TTCACGGAAA ATTCAAAGCG CACTAATTCA

101 GGAAACTCAG CGACTTCATC GGCACGTGGG GGCTGCAATA AGCCACCAAC101 GGAAACTCAG CGACTTCATC GGCACGTGGG GGCTGCAATA AGCCACCAAC

151 ATGTTTTTCA TAAAAAGCAT CGGCGGTTGC TGTTTTTGTT CGGTGTAAAT151 ATGTTTTTCA TAAAAAGCAT CGGCGGTTGC TGTTTTTGTT CGGTGTAAAT

201 TTAAGTCATT GGAAACGTAG GCAATGAAGG <- RP201 TTAAGTCATT GGAAACGTAG GCAATGAAGG <- RP

E. faeciumE. faecium

FP-»FP- "

GGGGAAGTCT ATTGTCAGCG TTGTTTCAGA TTACGCCATT ATAATGAGATGGGGAAGTCT ATTGTCAGCG TTGTTTCAGA TTACGCCATT ATAATGAGAT

CCAAGATGTC TCATTGACGG ATGACGACTT TTTGCGCTTA CTGAATGAATCCAAGATGTC TCATTGACGG ATGACGACTT TTTGCGCTTA CTGAATGAAT

101 TAGGGCAAAA AGATGCATTG ATCGTCAATG TGGTGGATAT TTTTGACTTC101 TAGGGCAAAA AGATGCATTG ATCGTCAATG TGGTGGATAT TTTTGACTTC

151 AATGGTTCAC TAATCCCAGG ACTACACCGT TTTGTCGGTG A <- RP серотонин N- ацетилтрансферазу/арилалкиламин N-ацетилтрансферазу:151 AATGGTTCAC TAATCCCAGG ACTACACCGT TTTGTCGGTG A <- RP serotonin N-acetyltransferase / arylalkylamine N-acetyltransferase:

Ruminococcus torquesRuminococcus torques

FP->FP->

CCGAAGAGAT GATGAAGCAG CGGGCTCTTA AGATTCGGGA ATTGTTTTTTCCGAAGAGAT GATGAAGCAG CGGGCTCTTA AGATTCGGGA ATTGTTTTTT

GTGGCGGTTG ACAGAAAAAG CGGTGAAGTG GCAGGTTTTT TGAATGGTCTGTGGCGGTTG ACAGAAAAAG CGGTGAAGTG GCAGGTTTTT TGAATGGTCT

101 GGCAACGGAC GGGGATTGTT TGAAAGATGA ATTTTTCAGG AATGCAGACT101 GGCAACGGAC GGGGATTGTT TGAAAGATGA ATTTTTCAGG AATGCAGACT

151 TGCATGATCC GACAGGTGAT AACGTGATGA TACTCGGTCT TGCAGTTTTG151 TGCATGATCC GACAGGTGAT AACGTGATGA TACTCGGTCT TGCAGTTTTG

201 CCGAAGTACC GGGGAATCGG AGTGGCATCA G <- RP201 CCGAAGTACC GGGGAATCGG AGTGGCATCA G <- RP

Eubacterium halliiEubacterium hallii

FP1 CCATTTCTGG CTGATGTGTG AGGAAGAGAA AGTAATTGCG TTTGTAGATGFP1 CCATTTCTGG CTGATGTGTG AGGAAGAGAA AGTAATTGCG TTTGTAGATG

GAATGGTAAC GGATGAAAAA AATCTGACAG ATGAAATGTA TGAGAAGGCTGAATGGTAAC GGATGAAAAA AATCTGACAG ATGAAATGTA TGAGAAGGCT

101 TGCCTTCATG ATGAAAAGGG AGCGTGGCAG ATGATTTTCG GAGTAAATAC101 TGCCTTCATG ATGAAAAGGG AGCGTGGCAG ATGATTTTCG GAGTAAATAC

151 ATTGCCGAAA TATCGAAGAC AGGGCTATGC GGAAAAGCTG CTTCGCTACG151 ATTGCCGAAA TATCGAAGAC AGGGCTATGC GGAAAAGCTG CTTCGCTACG

201 CAATCAATG201 CAATCAATG

RPRP

Clostridium asparagiformeClostridium asparagiforme

FP1 CCATTTCTGG CTGATGTGTG AGGAAGAGAA AGTAATTGCG TTTGTAGATGFP1 CCATTTCTGG CTGATGTGTG AGGAAGAGAA AGTAATTGCG TTTGTAGATG

GAATGGTAAC GGATGAAAAA AATCTGACAG ATGAAATGTA TGAGAAGGCTGAATGGTAAC GGATGAAAAA AATCTGACAG ATGAAATGTA TGAGAAGGCT

101 TGCCTTCATG ATGAAAAGGG AGCGTGGCAG ATGATTTTCG GAGTAAATAC101 TGCCTTCATG ATGAAAAGGG AGCGTGGCAG ATGATTTTCG GAGTAAATAC

151 ATTGCCGAAA TATCGAAGAC AGGGCTATGC GGAAAAGCTG CTTCGCTACG151 ATTGCCGAAA TATCGAAGAC AGGGCTATGC GGAAAAGCTG CTTCGCTACG

201 CAATCAATG +- RP201 CAATCAATG + - RP

Bifidobacterium, animalis subsp. lactisBifidobacterium, animalis subsp. lactis

FP1 AGATGATACT CGGCGTCAAC ACCGCACCCA TGTACCAGCA TCGTGGCTGTFP1 AGATGATACT CGGCGTCAAC ACCGCACCCA TGTACCAGCA TCGTGGCTGT

GCCTCGTTCC TTATGCGCCA CGTGATTCTC GACAGCGCGC TTTCGCACAGGCCTCGTTCC TTATGCGCCA CGTGATTCTC GACAGCGCGC TTTCGCACAG

101 GCACGGCATC GTGCTCGCCT GCAAGGAGAA AATGTTGCCA TTCTACAGCT101 GCACGGCATC GTGCTCGCCT GCAAGGAGAA AATGTTGCCA TTCTACAGCT

151 CGTTCGGGTT CATTGACGAG GGCCGCAGCC AATCCGTGCA CGGCAATGCG151 CGTTCGGGTT CATTGACGAG GGCCGCAGCC AATCCGTGCA CGGCAATGCG

201 GTGTGGCACC AGATGCGTCT GCCATTCACC ACCT201 GTGTGGCACC AGATGCGTCT GCCATTCACC ACCT

- RP- RP

B. pseudocatenulatumB. pseudocatenulatum

FP1 GACGACCAAC GAAAAGGACT TGGCCGACGT CATGTATGAG GATGTTTCCAFP1 GACGACCAAC GAAAAGGACT TGGCCGACGT CATGTATGAG GATGTTTCCA

TGCATGACGA GCAGGGTGAT TGGCAGATGA TTTTCGGCGT GGACGTGGCTTGCATGACGA GCAGGGTGAT TGGCAGATGA TTTTCGGCGT GGACGTGGCT

101 CCCGTCTACC AGCATCGCGG TTGCGCCAGC TATCTGCTGC GTCGTGTGAT101 CCCGTCTACC AGCATCGCGG TTGCGCCAGC TATCTGCTGC GTCGTGTGAT

151 CCTTGATTCG ACGATTGCCG GACGCAAAGG CATTGTGCTG ACTTGTAAGG151 CCTTGATTCG ACGATTGCCG GACGCAAAGG CATTGTGCTG ACTTGTAAGG

201 AACGTCTTGT CGGATTTTAC GC201 AACGTCTTGT CGGATTTTAC GC

RPRP

S. thermophilusS. thermophilus

FP1 GCCTCCTTGA CTAGCATTAG GAGTTACCTT GTAGAATAAG TCATCTGTAAFP1 GCCTCCTTGA CTAGCATTAG GAGTTACCTT GTAGAATAAG TCATCTGTAA

GATATCGTTC CGAAATCACA GGTCCTTCGA TATAATCAGC TACAGTGCCAGATATCGTTC CGAAATCACA GGTCCTTCGA TATAATCAGC TACAGTGCCA

101 TCAATTTCAG CAATTAGGAA AGTATCGCAA ATTGTCTCTA AACGCTCTGC101 TCAATTTCAG CAATTAGGAA AGTATCGCAA ATTGTCTCTA AACGCTCTGC

151 AAGAGCCTCT GGTGTAGCAG CCTCTTCAG +- RP151 AAGAGCCTCT GGTGTAGCAG CCTCTTCAG + - RP

FP - Forward Primer - прямой праймер; RP - Reverse Primer - обратный праймер.FP - Forward Primer - direct primer; RP - Reverse Primer - reverse primer.

- 14 032051- 14 032051

Claims (1)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM Способ идентификации в микробиомах и отдельных бактериальных геномах совокупности бактериальных генов, участвующих в синтезе и метаболизме нейроактивных соединений, характеризующийся тем, что для идентификации проводят амплификацию бактериальной геномной ДНК с использованием наборов разработанных 45 пар олигонуклеотидов, представленных в табл. 4, подобранных к десяти ключевым генам нейроактивных соединений, представленных в табл. 1, выявленных в геномах 27 видов бактерий, представленных в табл. 5, причем ПЦР продукты анализируют в агарозном геле, размер полученного продукта, указанного в табл. 4, определяют с помощью ДНК-маркера.The method of identification in microbiomes and individual bacterial genomes of the totality of bacterial genes involved in the synthesis and metabolism of neuroactive compounds, characterized in that bacterial genomic DNA is amplified using the sets of developed 45 pairs of oligonucleotides shown in Table 1 for identification. 4, matched to ten key genes of neuroactive compounds shown in table. 1 identified in the genomes of 27 species of bacteria presented in table. 5, and the PCR products are analyzed on an agarose gel, the size of the obtained product, indicated in table. 4, determined using a DNA marker. Распределение генов нейроактивных соединений среди бактерий доминирующих родов по данным метагеномного анализа микробиома кишечника здоровых людейGenes distribution of neuroactive compounds among bacteria of the dominant genera according to the metagenomic analysis of the intestinal microbiome of healthy people
EA201700159A 2017-03-22 2017-03-22 Method for identification of a bacterial gene composition involved in synthesis and metabolism of different neuroactive compounds in microbiomes and individual bacterial genomes EA032051B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201700159A EA032051B1 (en) 2017-03-22 2017-03-22 Method for identification of a bacterial gene composition involved in synthesis and metabolism of different neuroactive compounds in microbiomes and individual bacterial genomes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201700159A EA032051B1 (en) 2017-03-22 2017-03-22 Method for identification of a bacterial gene composition involved in synthesis and metabolism of different neuroactive compounds in microbiomes and individual bacterial genomes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201700159A1 EA201700159A1 (en) 2018-09-28
EA032051B1 true EA032051B1 (en) 2019-03-29

Family

ID=63667379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201700159A EA032051B1 (en) 2017-03-22 2017-03-22 Method for identification of a bacterial gene composition involved in synthesis and metabolism of different neuroactive compounds in microbiomes and individual bacterial genomes

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA032051B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2329305C2 (en) * 2001-03-01 2008-07-20 Дзе Джонс Хопкинс Юниверсити Quantitative assay allowing simultaneous detection and identification of bacterial infections
WO2009123736A2 (en) * 2008-04-01 2009-10-08 Metametrix Clinical Loboratory Process and method for monitoring gastrointestinal microbiota
WO2012080754A2 (en) * 2010-12-16 2012-06-21 Genetic Analysis As Oligonucleotide probe set and methods of microbiota profiling
WO2012110822A1 (en) * 2011-02-16 2012-08-23 Genetic Analysis As Method for identifying neonates at risk for necrotizing enterocolitis
RU2506317C2 (en) * 2012-04-17 2014-02-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Method for detection of intestinal viruses in clinical samples of real-time multiplex pcr and list of sequencies for implementing it

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2329305C2 (en) * 2001-03-01 2008-07-20 Дзе Джонс Хопкинс Юниверсити Quantitative assay allowing simultaneous detection and identification of bacterial infections
WO2009123736A2 (en) * 2008-04-01 2009-10-08 Metametrix Clinical Loboratory Process and method for monitoring gastrointestinal microbiota
US20120021921A1 (en) * 2008-04-01 2012-01-26 Scott David L Process and method for monitoring gastrointestinal microbiota
WO2012080754A2 (en) * 2010-12-16 2012-06-21 Genetic Analysis As Oligonucleotide probe set and methods of microbiota profiling
US20130303397A1 (en) * 2010-12-16 2013-11-14 Genetic Analysis As Oligonucleotide probe set and methods of microbiota profiling
WO2012110822A1 (en) * 2011-02-16 2012-08-23 Genetic Analysis As Method for identifying neonates at risk for necrotizing enterocolitis
RU2506317C2 (en) * 2012-04-17 2014-02-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Method for detection of intestinal viruses in clinical samples of real-time multiplex pcr and list of sequencies for implementing it

Also Published As

Publication number Publication date
EA201700159A1 (en) 2018-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7216998B2 (en) Modification of the Gut Microbiome to Treat Central Nervous System Psychiatric Disorders or Diseases
Aquino et al. Coordinated regulation of acid resistance in Escherichia coli
Krishnan et al. A practical guide to the oral microbiome and its relation to health and disease
Averina et al. The bacterial neurometabolic signature of the gut microbiota of young children with autism spectrum disorders
Nyvad et al. Dental caries from a molecular microbiological perspective
Herbel et al. Timely approaches to identify probiotic species of the genus Lactobacillus
Budding et al. IS‐pro: high‐throughput molecular fingerprinting of the intestinal microbiota
Mondot et al. Highlighting new phylogenetic specificities of Crohn's disease microbiota
JP6637885B2 (en) Methods and systems for microbiome characterization, monitoring, and treatment
Matsuda et al. Establishment of an analytical system for the human fecal microbiota, based on reverse transcription-quantitative PCR targeting of multicopy rRNA molecules
Edlund et al. An in vitro biofilm model system maintaining a highly reproducible species and metabolic diversity approaching that of the human oral microbiome
AU2011223002B2 (en) Method of diagnostic of obesity
FR2945545A1 (en) METHOD FOR DETECTION OF PROCARYOTE DNA EXTRACTED FROM A SAMPLE SAMPLE
Taverniti et al. Methodological issues in the study of intestinal microbiota in irritable bowel syndrome
Quivey Jr et al. Functional profiling in Streptococcus mutans: construction and examination of a genomic collection of gene deletion mutants
Duary et al. Expression of the atpD gene in probiotic Lactobacillus plantarum strains under in vitro acidic conditions using RT-qPCR
Kovtun et al. In silico identification of metagenomic signature describing neurometabolic potential of normal human gut microbiota
Chaudhary et al. Molecular methods for studying methanogens of the human gastrointestinal tract: current status and future directions
van Bokhorst‐van de Veen et al. Genotypic adaptations associated with prolonged persistence of Lactobacillus plantarum in the murine digestive tract
Jena et al. Isolation and species delineation of genus Bifidobacterium using PCR-RFLP of partial hsp60 gene fragment
Mishra et al. Non-contiguous finished genome sequence and description of Holdemania massiliensis sp. nov.
EA032051B1 (en) Method for identification of a bacterial gene composition involved in synthesis and metabolism of different neuroactive compounds in microbiomes and individual bacterial genomes
Pfleiderer et al. Non-contiguous finished genome sequence and description of Alistipes ihumii sp. nov.
Ayala et al. Molecular detection and quantification of viable probiotic strains in animal feedstuffs using the commercial direct fed microbial Lactobacillus animalis NP51 as a model
Garg et al. Metabolic properties of lactobacilli in women experiencing recurring episodes of bacterial vaginosis with vaginal pH≥ 5

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Registration of transfer of a eurasian patent by assignment
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ KG TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): BY KZ RU