在粘素-水凝载体中培养复杂的肠道微生物群落,揭示了与菌株和基因相关的空间组织
Xiaofan Jin1, Feiqiao B Yu2, Jia Yan2
1Gladstone Institutes, San Francisco, CA, USA.
Nature communications
|June 14, 2023
概括
研究人员使用定义的社区和粘素载体建模了人类肠道微生物组织. 这揭示了菌株特定的空间组织,并确定了与微生物附着相关的基因,为肠道微生物组结构提供了洞察力.
科学领域:
- 微生物组研究的研究.
- 空间微生物生态学
- 基因组学和生物信息学
背景情况:
- 人体肠道微生物组的功能依赖于微生物的组成和空间布局.
- 虽然肠道微生物组的组成已得到充分研究,但其空间组织 (例如,光层与粘膜) 和潜在的遗传机制仍然不太了解.
研究的目的:
- 在体外 (in vitro) 建模和研究定义的微生物群落的空间组织.
- 识别与空间组织相关的微生物菌株和基因,特别是细菌对表面的附着.
主要方法:
- 利用了定义的117个菌株细菌群体与高质量的基因组组合.
- 在体外培养中使用粘素水凝载体来模拟细菌附着的粘膜表面.
- 进行了元基因组追踪,以分析载体和液态超水体之间的菌株分布.
主要成果:
- 实验室载体培养表明微生物多样性增加和菌株特定的空间组织.
- 显而易见的细菌菌株在载体上表现出偏好的丰富性,而不是液相,模仿体内粘膜/光膜分布.
- 确定了候选基因,包括已知的粘附因子和新型基因,与观察到的空间组织相关.
结论:
- 定义的微生物群落培养的粘素载体有效地回顾肠道空间组织的关键方面.
- 这种模型有助于识别对肠道微生物群空间结构至关重要的微生物菌株和基因.
- 这项研究为了解肠道环境中微生物局部化的遗传基础提供了一个框架.
