通过整合转录组学和生长数据来建模Fusobacterium生活方式的转变

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 癌症生物学 癌症生物学
• 代谢工程是代谢工程.

背景情况:

• 瘤微环境中的细菌显著影响癌症的发展和进展.
• 在结直肠癌 (CRC) 中富化fusobacterium nucleatum与增加的死亡率有关.
• 核菌的代谢适应性对于其在动态环境中的生存至关重要,但其与毒性和癌症表型的机制联系仍然不清楚.

研究的目的:

• 描述F.核的基本生理学.
• 在各种营养条件下开发基因组规模代谢模型 (GEM) 来模拟F. nucleatum表型.
• 通过使用基因表达数据,研究F. nucleatum在与人类细胞相互作用期间的代谢适应.

主要方法:

• 一个经过实验验证的基因组规模代谢模型 (GEM) 的重建,用于F. nucleatum.
• 使用GEM在不同的营养条件下模拟细菌表型.
• 整合体外基因表达数据以对代谢模型进行上下文化,并模拟细胞相互作用表型.

主要成果:

• 细菌对人体细胞的粘附会诱导新陈代谢的重新连接,包括抑制分支链氨基酸代谢和增加氨酸和氨酸的摄取.
• 细菌入侵促使中央碳和代谢途径的部分重新激活.
• 确定了短链脂肪酸生产和氧化还原平衡的变化,这可能会影响细菌的持久性和瘤微环境.

结论:

• 在对宿主细胞相互作用的反应中,F. nucleatum表现出显著的代谢可塑性.
• 粘附和入侵期间的代谢重新连接表明了细菌持久性和瘤微环境调节的机制.
• 这项研究为了解F. nucleatum通过其代谢适应在CRC中的作用提供了一个机制框架.