通过计算代谢相互作用实验管道指导乳酸细菌合成社区的设计
Xinlei Huang1, Liming Wu2, Yongyi Zhang1
1The Key Laboratory of Industrial Biotechnology, Ministry of Education, School of Biotechnology, Jiangnan University, Wuxi 214122, Jiangsu, PR China.
Food research international (Ottawa, Ont.)
|October 11, 2025
概括
由氨基酸交换驱动的合作相互作用是建立强大的合成微生物社区的关键. 这项研究提供了一个框架,用于利用代谢洞察力设计弹性食品发酵.
科学领域:
- 微生物学 微生物学
- 系统生物学 系统生物学
- 代谢工程是代谢工程.
背景情况:
- 生态组装原则在食品发酵中的合成微生物群落中具有挑战性.
- 自然生态系统表现出复杂的相互作用,很难通过人工方式复制.
研究的目的:
- 利用生态组装原则,开发一个可通用的框架来设计食品微生物群落.
- 研究新陈代谢相互作用在自然和合成微生物联合体结构中的作用.
主要方法:
- 507个乳酸细菌 (LAB) 群体的基因组规模代谢建模.
- 15个LAB物种的辅性特征和相互作用能力的实验性表征.
- 基于代谢相互作用成本,开发一个计算模型来预测最佳菌株组合.
主要成果:
- 与随机联盟相比,自然发酵的LAB社区显示了丰富的合作互动,由氨基酸辅和交叉养驱动.
- 工程合成社区 (2-6名成员) 展示了增强的应力弹性和基质利用.
- 由于互补的氨基酸交换,合作社社区的资源转化效率提高了18% - 37%.
结论:
- 代谢相互依赖是微生物社区在自然和合成环境中聚集的关键驱动因素.
- 开发的框架为设计用于工业发酵的强大的初始培养提供了可操作的见解.
- 这种方法提升了食品微生物组工程中的精密控制.
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