Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd2774110.32607/actanaturae.27741Research ArticlesЭкспериментальные статьиResearch ArticleThe microbiomic metaproteome of the taiga tick Ixodes persulcatus from the Tyumen regionМетапротеом микробиома таежного клеща Ixodes persulcatus Тюменской областиKozlovaA. S.КозловаА. С.
Russian Federation

Institute of Environmental and Agricultural Biology (X-BIO)

alex.zgoda23@gmail.comZgodaA. V.ЗгодаА. В.
Russian Federation
alex.zgoda23@gmail.comPetushkovaN. A.ПетушковаН. А.
Russian Federation
alex.zgoda23@gmail.comBolochenkovN. A.БолоченковН. А.
Russian Federation
alex.zgoda23@gmail.comZgodaV. G.ЗгодаВ. Г.
Russian Federation
alex.zgoda23@gmail.comSalnitskaM. A.СальницкаяМ. А.
Russian Federation

Institute of Environmental and Agricultural Biology (X-BIO)

alex.zgoda23@gmail.comKazakovD. V.КазаковД. В.
Russian Federation

Institute of Environmental and Agricultural Biology (X-BIO)

alex.zgoda23@gmail.comLisitsaA. V.ЛисицаА. В.
Russian Federation

Institute of Environmental and Agricultural Biology (X-BIO)

alex.zgoda23@gmail.comUniversity of TyumenФГАОУ ВО «Тюменский государственный университет»Orekhovich Institute of Biomedical ChemistryФГБНУ «Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича»2204202618155630707202528102025Copyright ©; 2026, Kozlova A.S., Zgoda A.V., Petushkova N.A., Bolochenkov N.A., Zgoda V.G., Salnitska M.A., Kazakov D.V., Lisitsa A.V.Copyright ©; 2026, Козлова А.С., Згода А.В., Петушкова Н.А., Болоченков Н.А., Згода В.Г., Сальницкая М.А., Казаков Д.В., Лисица А.В.2026Kozlova A.S., Zgoda A.V., Petushkova N.A., Bolochenkov N.A., Zgoda V.G., Salnitska M.A., Kazakov D.V., Lisitsa A.V.Козлова А.С., Згода А.В., Петушкова Н.А., Болоченков Н.А., Згода В.Г., Сальницкая М.А., Казаков Д.В., Лисица А.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/27741

Metagenomic studies have revealed the taxonomic composition of the taiga tick (Ixodes persulcatus) microbiome, whereas metaproteomic data has provided information on the biochemically active fraction of the microbial community residing in the tick. The aim of this study was to characterize the biological processes taking place within the microbiome of the taiga tick I. persulcatus using a metaproteomic approach. To expand the range of identifiable proteins, we used two trypsin concentrations in sample preparation for mass spectrometric analysis. The metaproteomes of unfed female and male ticks were analyzed, which enabled identification of protein products encoded by 2,100 genes from microorganisms belonging to 203 bacterial and fungal species. Increased abundance of proteins associated with Ascomycota fungi, particularly abundant in females, were detected. Proteins from the pathogenic Rickettsia and Borrelia species were identified. These findings enable a transition from a taxonomic metagenomic description to a functional analysis of the microbial consortium role in the physiology of the vector tick, particularly given the identified microbiota differences related to the tick sex.

Метагеномные исследования раскрывают таксономический состав микробиома таежного клеща (Ixodes persulcatus), а сведения о биохимически активной части обитающего в клеще микробного сообщества могут быть получены из метапротеомных данных. С использованием методов метапротеомики охарактеризованы биологические процессы микробиома I. persulcatus. Проанализированы метапротеомы голодных самок и самцов, идентифицированы белковые продукты, кодируемые 2100 генами микроорганизмов, относящихся к 203 видам бактерий и грибов. Обнаружено повышение количества белков, ассоциированных с грибами класса Ascomycota, особенно выраженное у самок. Найдены белки патогенных видов риккетсий и боррелий. Для увеличения охвата идентифицируемых белков при подготовке проб к масс-спектрометрическому измерению использовали две концентрации трипсина. Полученные результаты позволяют перейти от таксономического метагеномного описания к функциональному анализу роли микробного консорциума в физиологии клеща-переносчика инфекций, в том числе с учетом обнаруженных нами различий микробиоты в зависимости от пола клеща.

taiga tick Ixodes persulcatusmicrobiomemetaproteomeRickettsiaBorreliamass spectrometryтаежный клещ Ixodes persulcatusмикробиомметапротеомриккетсииборрелиимасс-спектрометрияMinistry of Science and Higher Education of the Russian FederationМинистерство науки и высшего образования Российской Федерации075-15-2024-563This study was performed within the framework of Agreement No. 075-15-2024-563 of April 24, 2024 “Emergent Biological Threats to Agriculture in Russia and the CIS Countries in the Context of Global Change: Pathogen Identification Using Multi-omics Screening in the Key Vectors and Environment”.Работа выполнена в рамках Соглашения № 075-15-2024-563 от 24 апреля 2024 г. «Эмерджентные биологические угрозы для сельского хозяйства России и стран СНГ в условиях глобальных изменений: выявление патогенов с применением мультиомиксного скрининга в ключевых векторах и окружающей среде».Montero E, González LM, Chaparro A, et al. First record of Babesia sp. in Antarctic penguins. Ticks Tick Borne Dis. 2016;7(3):498-501. doi: 10.1016/j.ttbdis.2016.02.006Montero E, González LM, Chaparro A, et al. First record of Babesia sp. in Antarctic penguins. Ticks Tick-Borne Dis. 2016;7(3):498-501. doi: 10.1016/j.ttbdis.2016.02.006Horak IG, Camicas JL, Keirans JE. The Argasidae, Ixodidae and Nuttalliellidae (Acari: Ixodida): A World List of Valid Tick Names. Exp Appl Acarol. 2002;28(1-4):27-54. doi: 10.1023/a:1025381712339Horak IG, Camicas JL, Keirans JE. The Argasidae, Ixodidae and Nuttalliellidae (Acari: Ixodida): A World List of Valid Tick Names. Exp Appl Acarol. 2002;28(1-4):27-54. doi: 10.1023/A:1025381712339Beati L, Klompen H. Phylogeography of Ticks (Acari: Ixodida). Annu Rev Entomol. 2019;64(1):379-397. doi: 10.1146/annurev-ento-020117-043027Tsapko NV. A Checklist of the ticks (Acari: Ixodidae) of Russia. Parazitologiya. 2020;54(4):341-352. doi:10.31857/S1234567806040069ФКУЗ Ставропольский противочумный институт Роспотребнадзора, Цапко НВ. СПИСОК ВИДОВ ИКСОДОВЫХ КЛЕЩЕЙ (ACARI: IXODIDAE) РОССИИ. Паразитология. 2020;54(4):341-352. doi: 10.31857/S1234567806040069Ergunay K, Golubiani G, Kirkitadze G, et al. Ongoing circulation of emerging tick-borne viruses in Poland, Eastern Europe. PLoS One. 2025;20(9):e0330544. doi: 10.1371/journal.pone.0330544Ergunay K, Golubiani G, Kirkitadze G, et al. Ongoing circulation of emerging tick-borne viruses in Poland, Eastern Europe. Stevenson B, ed. PLoS One. 2025;20(9):e0330544. doi: 10.1371/journal.pone.0330544Polsomboon Nelson S, Ergunay K, Bourke BP, et al. Nanopore-based metagenomics reveal a new Rickettsia in Europe. Ticks Tick Borne Dis. 2024;15(2):102305. doi: 10.1016/j.ttbdis.2023.102305Polsomboon Nelson S, Ergunay K, Bourke BP, et al. Nanopore-based metagenomics reveal a new Rickettsia in Europe. Ticks Tick-Borne Dis. 2024;15(2):102305. doi: 10.1016/j.ttbdis.2023.102305Ergunay K, Boldbaatar B, Bourke BP, et al. Metagenomic Nanopore Sequencing of Tickborne Pathogens, Mongolia. Emerg Infect Dis. 2024;30(14):105-110. doi: 10.3201/eid3014.240128Ergunay K, Boldbaatar B, Bourke BP, et al. Metagenomic Nanopore Sequencing of Tickborne Pathogens, Mongolia. Emerg Infect Dis. 2024;30(14). doi: 10.3201/eid3014.240128Smith HR, Canessa EH, Roy R, Spathis R, Pour MS, Hathout Y. A single tick screening for infectious pathogens using targeted mass spectrometry. Anal Bioanal Chem. 2022;414(13):3791-3802. doi: 10.1007/s00216-022-04054-yShkrigunov T, Pogodin P, Zgoda V, et al. Protocol for Increasing the Sensitivity of MS-Based Protein Detection in Human Chorionic Villi. Curr Issues Mol Biol. 2022;44(5):2069-2088. doi: 10.3390/cimb44050140Shevchenko A, Wilm M, Vorm O, Mann M. Mass Spectrometric Sequencing of Proteins from Silver-Stained Polyacrylamide Gels. Anal Chem. 1996;68(5):850-858. doi: 10.1021/ac950914hLevitsky LI, Ivanov MV, Lobas AA, et al. IdentiPy: An Extensible Search Engine for Protein Identification in Shotgun Proteomics. J Proteome Res. 2018;17(7):2249-2255. doi: 10.1021/acs.jproteome.7b00640Kamburov A, Cavill R, Ebbels TM, Herwig R, Keun HC. Integrated pathway-level analysis of transcriptomics and metabolomics data with IMPaLA. Bioinformatics. 2011;27(20):2917-2918. doi: 10.1093/bioinformatics/btr499Kamburov A, Cavill R, Ebbels TMD, Herwig R, Keun HC. Integrated pathway-level analysis of transcriptomics and metabolomics data with IMPaLA. Bioinformatics. 2011;27(20):2917-2918. doi: 10.1093/bioinformatics/btr499Paik YK, Omenn GS, Uhlen M, et al. Standard Guidelines for the Chromosome-Centric Human Proteome Project. J Proteome Res. 2012;11(4):2005-2013. doi: 10.1021/pr200824aHenderson B, Allan E, Coates AR. Stress Wars: the Direct Role of Host and Bacterial Molecular Chaperones in Bacterial Infection. Infect Immun. 2006;74(7):3693-3706. doi: 10.1128/IAI.01882-05Henderson B, Allan E, Coates ARM. Stress Wars: the Direct Role of Host and Bacterial Molecular Chaperones in Bacterial Infection. Infect Immun. 2006;74(7):3693-3706. doi: 10.1128/IAI.01882-05Terekhov SS, Smirnov IV, Malakhova MV, et al. Ultrahigh-throughput functional profiling of microbiota communities. Proc Natl Acad Sci U S A. 2018;115(38):9551-9556. doi: 10.1073/pnas.1811250115Terekhov SS, Smirnov IV, Malakhova MV, et al. Ultrahigh-throughput functional profiling of microbiota communities. Proc Natl Acad Sci. USA. 2018;115(38):9551-9556. doi: 10.1073/pnas.1811250115