在体外发酵工程感知和响应益生菌在多微生物群落的发酵评估

科学领域:

• 合成生物学 合成生物学
• 微生物工程是微生物的工程.
• 益生菌研究的研究.

背景情况:

• 目前用于测试工程益生菌的方法缺乏生理相关性,通常使用单种植.
• 物理相关的测试环境对于验证工程微生物功能的验证至关重要.
• 合成生物学使得工程师能够为益生菌细菌量身定制的功能.

研究的目的:

• 评估工程益生菌在模拟,代谢竞争性肠道微生物群落中的持久性和功能性.
• 评估工程益生菌对这些社区内共生细菌的影响.
• 确定体外发酵模型对测试工程益生菌的有用性.

主要方法:

• 使用了具有感觉和响应功能的大肠杆菌Nissle和Lactobacillus plantarum的工程菌株.
• 用简化多微生物群落的体外发酵模型来模拟肠道动力学.
• 在增加的代谢竞争下测量了益生菌的丰度,等离子体稳定性 (可活性qPCR) 和功能输出.
• 此外,还评估了对精选的共生细菌的影响.

主要成果:

• 经过工程改造的大肠杆菌Nissle显示,随着新陈代谢竞争的增加,其丰度和等离子体稳定性下降,但功能输出不受影响.
• 工程L. plantarum表现出稳定的丰度和等离子体稳定性,但随着代谢竞争,功能输出普遍下降.
• 两种工程化益生菌都没有对精选的共生细菌的丰富性产生不利影响.

结论:

• 简化微生物群落的体外发酵模型为测试工程益生菌提供了一个更具生理相关性的平台.
• 代谢竞争对工程益生菌的性能产生重大影响,需要调整电路设计.
• 这种测试方法为电路设计反和验证在动物或人类研究之前提供了关键数据.