О проекте
Руководитель проекта
Калыкова Асем Сериковна
PhD, ассоциированный профессор
Scopus Author ID: 56491387400
Web of Science Researcher ID: AAG-5794-2019
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7699-4561
Актуальность
До настоящего времени микробиом кишечника медоносных пчел не применяли в качестве источника пробиотиков. В этой связи новизна предлагаемого проекта заключается в комплексном исследовании естественного микробного сообщества из ЖКТ медоносных пчел местной популяции, с использованием методов NGS. Согласованное применение всех этих методов на одном и том же объекте позволит не только описать разнообразие микроорганизмов и их геномов, а также проверить основные предположения о структуре микробных сообществ у клинически здоровых пчел, различных регионов республики. Результаты данного проекта могут быть использованы в практике ветеринарных и медицинских прикладных работ по профилактике патологических состояний, связанных с нарушением кишечной флоры, а также по терапии заболеваний различной этиологии.
Кроме того, в настоящее время существует общая обеспокоенность по поводу широко распространенной устойчивости к антибиотикам, и все больше данных указывают на то, что микробиота кишечника имеет решающее значение в обеспечении устойчивости к антибиотикам. Медоносная пчела является важным опылителем; частота генов устойчивости к антибиотикам в кишечнике медоносной пчелы создает потенциальные риски не только для ее собственного здоровья, но и для здоровья населения и животных из-за ее потенциальной роли распространителя, таким образом привлекая больше внимания общественности. Недавние результаты анализа показывают, что кишечник медоносной пчелы служит резервуаром генов устойчивости к антибиотикам, вероятно, из-за истории применения антибиотиков в пчеловодстве и горизонтального переноса генов из сильно загрязненной окружающей среды. Гены устойчивости к антибиотикам накапливаются в кишечнике медоносной пчелы и могут передаваться патогену, даже имея потенциал распространения во время опыления, ухода, социальных взаимодействий и т.д. Исследование резистома кишечника медоносной пчелы позволяет выявить наличие и распространение генов резистентности к антибиотикам, что подчеркивает важную роль микрофлоры в формировании устойчивости к антибиотикам у пчелиных семей.
Цель
Целью проекта является комплексное изучение видового разнообразия сообществ микроорганизмов пищеварительной системы и резистома медоносной пчелы Казахстана методом высокопроизводительного секвенирования нового поколения и поиска природоподобных лекарственных препаратов (фармбиотиков) различной направленности.
Ожидаемые и достигнутые результаты
Полагается, что комплексный анализ микробиома и резистома медоносной пчелы на основе данных высокопроизводительного секвенирования (shotgun metagenomics и 16S rRNA NGS) позволит получить репрезентативные сведения о таксономическом составе, функциональном потенциале и профиле генов устойчивости микробных сообществ пчел Казахстана. Ожидается выявление характерных микробиомных и резистомных сигнатур, отражающих региональные особенности и состояние пчелиных колоний, а также их сопоставление с ранее опубликованными метагеномными данными из международных баз данных.
Полученные данные по видовому составу микроорганизмов, функциональным путям и генам резистентности, в целом, будут способствовать углублению понимания роли микробиома в физиологии и здоровье медоносной пчелы, а также создадут научную основу для поиска потенциальных кандидатов фармбиотиков природного происхождения. В перспективе результаты исследования могут быть использованы при разработке новых биологически активных и лекарственных средств, а также при формировании практических рекомендаций по поддержанию здоровья пчелиных колоний. Успешная реализация проекта будет способствовать развитию метагеномных и биоинформационных исследований в области ветеринарии, фармацевтической биотехнологии и смежных естественно-научных направлений в Республике Казахстан, а также подготовке специалистов в области NGS и анализа микробиома.
Информация для потенциальных пользователей
Результаты метагеномного анализа микробиома и резистома медоносной пчелы Казахстана могут быть использованы исследователями для изучения структуры и функционального потенциала микробных сообществ, оценки распространенности генов устойчивости и проведения сравнительных эволюционных и филогенетических исследований. Аннотированные нуклеотидные последовательности и сопутствующие метаданные, зарегистрированные в международных базах данных (NCBI), обеспечат возможность их повторного использования и интеграции в глобальные метагеномные исследования.
Для фармацевтических и биотехнологических организаций данные проекта могут служить основой для поиска и отбора перспективных микроорганизмов и генов с потенциалом применения при разработке фармбиотиков и других природоподобных лекарственных препаратов. Практические рекомендации, сформированные по итогам проекта, могут быть использованы в пчеловодческих хозяйствах для мониторинга состояния микробиома пчелиных колоний и разработки мер по повышению их устойчивости и продуктивности.
Члены исследовательской группы
1. Касымбекова Шынар Николаевна
кандидат ветеринарных наук
Scopus Author ID: 57202643050
Researcher ID Web of Science: AAF-7874-2021
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2992-8817
2. Бименова Жанат Жолшыбайкызы
PhD, и.о. ассоциированный профессор
Scopus Author ID: 57208345895
Researcher ID: ID: GRS-4515-2022S
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1660-8040
3. Орынбек Әйгерім Сенбекқызы
Докторант 1-курс
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7848-7918
4. Шералиева Жанар Есенгелдіқызы
Scopus Author ID: 58513927700
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4437-1618