转录基因学揭示了细菌转基因中的日常功能转移,具有深刻的代谢效应
Stephany Flores Ramos1,2,3, Nicole Siguenza1,2, Wuling Zhong1
1Division of Gastroenterology, University of California, San Diego, La Jolla, CA, USA.
时间限制性养 (TRF) 改变了肠道微生物的功能,由metatranscriptomics揭示. 来自Dubosiella newyorkensis的一种特定的酶,胆盐化酶,直接改善了代谢健康.
科学领域:
- 微生物组研究 微生物组研究
- 代谢的恒常状态 (metabolic homeostasis) 是指代谢过程中的恒常状态.
- 循环节生物学 日间生物
背景情况:
- 肠道白天节律对于完整性,昼夜节律和代谢平衡至关重要.
- 以前的研究主要集中在微生物组成上,忽视了转录动态.
- 了解微生物的功能转变是阐明肠道健康机制的关键.
研究的目的:
- 为了描述小鼠的白天波动,Cecal metatranscriptome和metagenome.
- 研究高脂肪饮食和限时养 (TRF) 对微生物功能的影响.
- 确定特定的微生物基因和功能,有助于TRF的代谢健康益处.
主要方法:
- 在受控的饮食条件下对小鼠的Cecal metatranscriptome和metagenome进行分析.
- 利用元转录组学来检测时间依赖的微生物功能转移.
- 工程细菌系统评估候选基因的功能特异性,如胆盐酸酶 (bsh).
主要成果:
- 转基因组学揭示了TRF诱导的,依赖时间的微生物功能转移,仅仅通过转基因组学无法检测.
- 来自Dubosiella newyorkensis的胆盐化酶 (bsh) 基因在TRF组中显示了白天表达.
- 工程 bsh 显示了特定的脱和化活动,并在体内改善了胰岛素敏感性,葡萄糖耐受性和身体组成.
结论:
- 将元转录组学与工程细菌系统相结合是一种强大的方法,可以发现时间依赖的细菌功能.
- Dubosiella newyorkensis bsh在与时间限制养相关的代谢益处中发挥着直接作用.
- 这项研究提供了关于微生物对健康和疾病的贡献的见解,这些贡献是由养模式调节的.
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