在现场通过酶活性可视化识别人类肠道微生物群中的赛诺西德A降解细菌协会

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 生物化学 生物化学
• 分子生物学分子生物学

背景情况:

• 肠道中的微生物功能是复杂的,仅仅从基因组学来预测是不完全的.
• 细胞内酶活性通常与细菌的整体功能没有直接关联.
• 现有的方法很难将酶活性与特定的微生物菌株联系起来.

研究的目的:

• 开发一个基于活性细胞内酶活性可视化和分离细菌的平台.
• 将酶功能与微生物菌株的局部化,识别和隔离联系起来.
• 在复杂的微生物群落中识别功能性协会和新型酶.

主要方法:

• 开发了一个酶活性可视化平台,使用基于基质的探针准异酶.
• 利用酸循环添加用于无氧肠道微生物群中酶活性的光可视化.
• 集成平台,具有光激活细胞分类和16S rRNA测序,用于隔离和识别.
• 在参考菌株上使用代谢测试,光成像和蛋白质组学验证了探针选择性.

主要成果:

• 成功可视化和验证了细菌细胞水平的酶活性和探针选择性.
• 鉴定了负责塞诺西德A减少肠道微生物群的功能性协会.
• 发现基因组学上多样化的细菌可以执行类似的代谢功能.
• 鉴定了一种新型的赛诺西德A降解酶,StNfrA,并证实了它的活性.

结论:

• 酶活性可视化平台可靠地定位,隔离和识别功能性微生物协会.
• 该平台可以发现新的酶,并了解复杂微生物组中的代谢功能.
• 这种方法推进了对微生物生物化学和在它们本土环境中的功能研究.