The skin is home to an important part of our commensal microbiota, despite it being a cool, acidic and desiccated environment. Tailored microbiome modulation approaches with, for example probiotics, are highly challenging for this body site. Here we show by next-generating sequencing that Lactobacillus taxa -especially those known to be dominant in the human vagina- are underestimated members of the skin microbiota. Specific Lactobacillus strains were selected in the lab and formulated in a viable form in an oil in water-based topical cream. Facial application by patients with mild-to-moderate acne symptoms was able to reduce inflammatory lesions and comedone formation. This was associated with a temporary modulation of the skin microbiome, including a reduction in relative abundance of staphylococci and an increase in lactobacilli. Skin microbiome modulation by addition of carefully formulated lactobacilli seems to be new therapeutic option to reduce antibiotic use for common acne symptoms. Clinical trial registration ID #NCT03469076.

Background: There are over 200 published species within the Lactobacillus Genus Complex (LGC), the majority of which have sequenced type strain genomes available. Although gold standard, genome-based species delimitation cutoffs are accepted by the community, they are seldom checked against currently available genome data. In addition, there are many species-level misclassification issues within the LGC. We constructed a de novo species taxonomy for the LGC based on 2,459 publicly available, decent-quality genomes and using a 94% core nucleotide identity threshold. We reconciled these de novo species with published species and subspecies names by (i) identifying genomes of type strains in our dataset and (ii) performing comparisons based on 16S rRNA sequence identity against type strains. Results: We found that genomes within the LGC could be divided into 239 clusters (de novo species) that were discontinuous and exclusive. Comparison of these de novo species to published species lead to the identification of ten sets of published species that can be merged and one species that can be split. Further, we found at least eight genome clusters that constitute new species. Finally, we were able to accurately classify 98 unclassified genomes and reclassify 74 wrongly classified genomes. Conclusions: The current state of LGC species taxonomy is largely consistent with genome data, but there are some inconsistencies as well as genome misclassifications. These inconsistencies should be resolved to evolve towards a meaningful taxonomy where species have a consistent size in terms of sequence divergence.

The genus Lactobacillus is known to be extremely diverse and consists of different phylogenetic groups that show a diversity roughly equal to the expected diversity of a typical bacterial genus. One of the most prominent phylogenetic groups within this genus is the Lactobacillus plantarum group which contains the understudied Lactobacillus mudanjiangensis species. Before this study, only one L. mudanjiangensis strain, DSM 28402 T , was described but without whole-genome analysis. In this study, three strains classified as L. mudanjiangensis, were isolated from three different carrot juice fermentations and their whole-genome sequence was determined, together with the genome sequence of the type strain. The genomes of all four strains were compared with publicly available L. plantarum group genome sequences. This analysis showed that L. mudanjiangensis harbored the second largest genome size and gene count of the whole L. plantarum group. In addition, all members of this species showed the presence of a gene coding for a putative cellulose-degrading enzyme. Finally, three of the four L. mudanjiangensis strains studied showed the presence of pili on scanning electron microscopy (SEM) images, which were linked to conjugative gene regions, coded on plasmids in at least two of the strains studied.