菌株脱落揭示了控制肠道微生物的代谢输出的相互作用
Min Wang1, Lucas J Osborn2, Sunit Jain3
1Department of Bioengineering, Stanford University, Stanford, CA 94305, USA; Department of Microbiology and Immunology, Stanford University School of Medicine, Stanford University, Stanford, CA 94305, USA; ChEM-H Institute, Stanford University, Stanford, CA 94305, USA.
清除特定的肠道细菌菌株可以显著改变肠道微生物群. 即使在功能上相似的细菌也会对社区的组成和功能产生不可预测的连续影响.
科学领域:
- 微生物学
- 肠道微生物组研究
- 代谢工程
背景情况:
- 肠道微生物组的复杂性使得了解个体菌株的作用具有挑战性.
- 胆酸7α脱化是特定细菌菌株占据的关键领域.
- 调查功能冗余及其社区层面的影响至关重要.
研究的目的:
- 确定消除胆酸7α-脱氧化菌株对定义的肠道群体的具体影响.
- 评估功能冗余对社区结构和代谢产量的影响.
- 通过微生物组探索菌株水平的变化.
主要方法:
- 构建特定菌株淘汰的定义肠道微生物群落.
- 清除Clostridium scindens (Cs) 和Clostridium hylemonae (Ch) 的菌株.
- 对相对菌株丰度和胆酸脱的分析.
- 微生物组衍生的氨酸代谢物的代谢分析.
主要成果:
- 缺少Cs和Ch可以消除二次胆酸的产生.
- 八种社区菌株的相对丰富性增加了100倍以上.
- 在 ΔCs 脱落中增加了超过 1000 倍,但在 ΔCh 脱落中没有增加.
- 通过去除菌株,可以重塑微生物组衍生的氨酸代谢物.
结论:
- 功能冗余的菌株在主要位之外可能会产生截然不同的影响.
- 消除特定领域的菌株可能会带来无法预测的全社区影响.
- 菌株级相互作用显著影响社区表型,即使是无关的功能.
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