Ruthenibacterium lactatiformans gen. nov., sp.nov., an anaerobic, lactate-producing member of the family Ruminococcaceae isolated from human faeces

Two novel strains of Gram-stain-negative, rod-shaped, obligately anaerobic, non-spore-forming, non-motile bacteria were isolated from the faeces of healthy human subjects. The strains, designated as 585-1T and 668, were characterized by mesophilic fermentative metabolism, production of d-lactic acid, succinic acid and acetic acid as end products of d-glucose fermentation, prevalence of C18 : 1 ω9, C18 : 1 ω9 aldehyde, C16 : 0 and C16 : 1 ω7c fatty acids, presence of glycine, glutamic acid, lysine, alanine and aspartic acid in the petidoglycan peptide moiety and lack of respiratory quinones. Whole genome sequencing revealed the DNA G+C content was 56.4–56.6 mol%. The complete 16S rRNA gene sequences of the two strains shared 91.7/91.6 % similarity with Anaerofilum pentosovorans FaeT, 91.3/91.2 % with Gemmiger formicilis ATCC 27749T and 88.9/88.8 % with Faecalibacterium prausnitzii ATCC 27768T. On the basis of chemotaxonomic and genomic properties it was concluded that the strains represent a novel species in a new genus within the family Ruminococcaceae , for which the name Ruthenibacterium lactatiformans gen. nov., sp. nov. is proposed. The type strain of Ruthenibacterium lactatiformans is 585-1T (=DSM 100348T=VKM B-2901T).

Exploring Bacterial Diversity of Endodontic Microbiota by Cloning and Sequencing 16S rRNA

Introduction: The characterization of microbial communities infecting the endodontic system in each clinical condition may help on the establishment of a correct prognosis and distinct strategies of treatment. The purpose of this study was to determine the bacterial diversity in primary endodontic infections by 16S ribosomal-RNA (rRNA) sequence analysis. Methods: Samples from root canals of untreated asymptomatic teeth (n = 12) exhibiting periapical lesions were obtained, 165 rRNA bacterial genomic libraries were constructed and sequenced, and bacterial diversity was estimated. Results: A total of 489 clones were analyzed (mean, 40.7 +/- 8.0 clones per sample). Seventy phylotypes were identified of which six were novel phylotypes belonging to the family Ruminococcaceae. The mean number of taxa per canal was 10.0, ranging from 3 to 21 per sample; 65.7% of the cloned sequences represented phylotypes for which no cultivated isolates have been reported. The most prevalent taxa were Atopobium rimae (50.0%), Dialister invisus, Pre-votella oris, Pseudoramibacter alactolyticus, and Tannerella forsythia (33.3%). Conclusions: Although several key species predominate in endodontic samples of asymptomatic cases with periapical lesions, the primary endodontic infection is characterized by a wide bacterial diversity, which is mostly represented by members of the phylum Firmicutes belonging to the class Clostridia followed by the phylum Bacteroidetes. (J Ended 2011;37:922-926)

Análise da microbiota intestinal em adultos com hábitos alimentares distintos e de associações com a inflamação e resistência à insulina

Introdução: A microbiota intestinal possui grande diversidade de bactérias, predominantemente dos filos Bacteroidetes e Firmicutes, com múltiplas funções. A alimentação pode alterar sua composição e função. Alto teor de gordura saturada altera a permeabilidade intestinal, eleva os lipopolissacarídeos e predispõe à inflamação subclínica crônica. Dieta rica em fibras, como a vegetariana, induz elevação de ácidos graxos de cadeia curta e benefícios metabólicos. Objetivos: Para analisar a composição da microbiota intestinal de adventistas com diferentes hábitos alimentares e associá-los à inflamação subclínica e resistência à insulina, esta tese incluiu: 1) revisão dos mecanismos que associam a alimentação à microbiota intestinal e ao risco cardiometabólico; 2) verificação da composição da microbiota intestinal segundo diferentes hábitos alimentares e de associações com biomarcadores de doenças cardiometabólicas; 3) avaliação da associação entre a abundância de Akkermansia muciniphila e o metabolismo da glicose; 4) análise da presença de enterótipos e de associações com características clínicas. Métodos: Este estudo transversal incluiu 295 adventistas estratificados segundo hábitos alimentares (vegetariano estrito, ovo-lacto-vegetariano e onívoro). Foram avaliadas associações com dados clínicos, bioquímicos e inflamatórios. O perfil da microbiota foi obtido por sequenciamento do gene 16S rRNA (Illumina® Miseq). Resultados: 1) Há evidências de que as relações entre dieta, inflamação, resistência à insulina e risco cardiometabólico são em parte mediadas pela composição da microbiota intestinal. 2) Vegetarianos apresentaram melhor perfil clínico quando comparados aos onívoros. Confirmou-se maior abundância de Firmicutes e Bacteroidetes, que não diferiram segundo a adiposidade corporal. Entretanto, vegetarianos estritos apresentaram mais Bacteroidetes, menos Firmicutes e maior abundância do gênero Prevotella quando comparados aos outros dois grupos de hábitos alimentares. Entre os ovo-lactovegetarianos verificou-se maior proporção de Firmicutes especialmente do gênero Faecalibacterium. Nos onívoros, houve super-representação do filo Proteobacteria (Succinivibrio e Halomonas) comparados aos vegetarianos. 3) Indivíduos normoglicêmicos apresentaram maior abundância de Akkermansia muciniphila que aqueles com glicemia alterada. A abundância desta bactéria correlacionou-se inversamente à glicemia e hemoglobina glicosilada. 4) Foram identificados três enterótipos (Bacteroides, Prevotella e Ruminococcaceae), similares àqueles previamente descritos. As concentrações de LDL-C foram menores no enterótipo 2, no qual houve maior frequência de vegetarianos estritos. Discussão: 1) Conhecimentos sobre participação da microbiota na fisiopatologia de doenças poderão reverter em estratégias para manipulá-la para promover saúde. 2) Apoia-se a hipótese de que hábitos alimentares se associam favorável ou desfavoravelmente a características metabólicas e inflamatórias do hospedeiro via alterações na composição da microbiota intestinal. Sugerimos que a exposição a alimentos de origem animal possa impactar negativamente nas proporções de comunidades bacterianas. 3) Sugerimos que a abundância da Akkermansia muciniphila possa participar do metabolismo da glicose. 4) Reforçamos que a existência de três enterótipos não deva ser específica de certas populações/continentes. Apesar de desconhecido o significado biológico destes agrupamentos, as correlações com o perfil lipídico podem sugerir sua utilidade na avaliação do risco cardiometabólico. Conclusões: Nossos achados fortalecem a ideia de que a composição da microbiota intestinal se altera mediante diferentes hábitos alimentares, que, por sua vez, estão associados a alterações nos perfis metabólicos e inflamatórios. Estudos prospectivos deverão investigar o potencial da dieta na prevenção de distúrbios cardiometabólicos mediados pela microbiota.

Geochemistry and geomicrobiology profiles of ferruginous sediment, Lake Towuti, Indonesia

Lake Towuti is a tectonic basin, surrounded by ultramafic rocks. Lateritic soils form through weathering and deliver abundant iron (oxy)hydroxides but very little sulfate to the lake and its sediment. To characterize the sediment biogeochemistry, we collected cores at three sites with increasing water depth and decreasing bottom water oxygen concentrations. Microbial cell densities were highest at the shallow site - a feature we attribute to the availability of labile organic matter and the higher abundance of electron acceptors due to oxic bottom water conditions. At the two other sites, OM degradation and reduction processes below the oxycline led to partial electron acceptor depletion. Genetic information preserved in the sediment as extracellular DNA provides information on aerobic and anaerobic heterotrophs related to Actinobacteria, Nitrospirae, Chloroflexi and Thermoplasmatales. These taxa apparently played a significant role in the degradation of sinking organic matter. However, extracellular DNA concentrations rapidly decrease with core depth. Despite very low sulfate concentrations, sulfate-reducing bacteria were present and viable in sediments at all three sites, as confirmed by measurement of potential sulfate reduction rates. Microbial community fingerprinting supported the presence of taxa related to Deltaproteobacteria and Firmicutes with demonstrated capacity for iron and sulfate reduction. Concomitantly, sequences of Ruminococcaceae, Clostridiales and Methanomicrobiales indicated potential for fermentative hydrogen and methane production. Such first insights into ferruginous sediments show that microbial populations perform successive metabolisms related to sulfur, iron and methane. In theory, iron reduction could reoxidize reduced sulfur compounds and desorb OM from iron minerals to allow remineralization to methane. Overall, we found that biogeochemical processes in the sediments can be linked to redox differences in the bottom waters of the three sites, like oxidant concentrations and the supply of labile OM. At the scale of the lacustrine record, our geomicrobiological study should provide a means to link the extant subsurface biosphere to past environments.