2021年10月25日下午两点,第九十七期动物消化道营养精品学术沙龙在逸夫楼2064举办。本期的学术沙龙由消化道微生物实验室的硕士生闫晓曦、赵文轩、刘晓景和博士生李与琦分别做汇报,特选两个比较精彩的汇报与大家分享。
硕士生赵文轩对文献《Decrease in acetyl-CoA pathway utilizing butyrate-producing bacteria is a keypathogenic feature of alcohol-induced functional gut microbial dysbiosis anddevelopment of liver disease in mice》——《利用丁酸产生菌降低乙酰辅酶A ( acetyl-CoA )途径是酒精诱导的功能性肠道微生物菌群失调和小鼠肝脏疾病发生发展的关键致病特征》进行了汇报。新出现的研究证据已经确立了肠-肝轴在酒精相关肝病(ALD)发展中的关键作用。本研究采用16S rRNA基因和全基因组鸟枪法(WGS)宏基因组分析,结合修订的微生物数据集,全面详细地描述了慢性乙醇喂养对丁酸盐产生微生物群落和相关的丁酸盐代谢途径的影响。具体来说,在厚壁菌门的不同科中,若干丁酸盐产生菌属的减少是乙醇诱导的菌群失调的一个重要组成部分。围绕丁酸合成途径的全细菌基因组的WGS分析提供了与丁酸合成相关的微生物组的功能特征。在对照组小鼠微生物组中,乙酰辅酶A (CoA)丁酸合成途径最为普遍,长期乙醇摄入可显著降低该丁酸合成途径。进一步的WGS分析显示:i)通过识别两个关键基因的减少验证了酒精诱导的乙酰辅酶A途径的减少,这两种关键基因是将丁酰辅酶A脱氢酶转变为丁酸盐过程中编码末端酶的But(丁酰辅酶A:乙酸辅酶A转移酶)和Buk(丁酸激酶)和ii)检测含有But和Buk基因的丁酸盐产生菌的特定分类群。丁酸盐前药三丁酸甘油酯(Tb),能显著阻止酒精诱导的丁酸盐产生菌减少,缓解肝脂肪变性、炎症和损伤。综上所述,我们的研究结果表明,通过乙酰辅酶A途径导致丁酸盐产生菌减少是酒精诱导的微生物失调和ALD的一个重要致病特征,可以针对其进行治疗。
博士生李与琦对文献《Anaerobic gut fungi are an untapped reservoir of natural products》——《厌氧肠道真菌是未开发的天然产物库》进行了汇报。厌氧真菌(新美鞭菌纲,class Neocallimastigomycetes)是生长在食草动物消化道的低丰度成员。厌氧真菌的基因组特征的了解还十分有限,并且还没有对天然产物的生物合成酶进行广泛的挖掘,例如抗生素。作者研究了厌氧肠道真菌合成可以调节肠道微生物群落成员的天然产物的潜力。利用多组学联合分析的方法对四种不同的具有代表性的厌氧肠道真菌的天然产物进行了分类,这四种真菌为:厌氧鞭菌属(Anaeromyces robustus, A. robustus),瘤胃厌氧真菌属(Caecomyces churrovis, C. churrovis), 新美鞭菌属(Neocallimastix californiae, N. californiae)以及梨囊鞭菌属(Piromyces finnis, P. finnis)。一共鉴定出146个基因,它们为不同类型的编码天然产物的生物合成酶,包括非核糖体肽合成酶(NPRS)和聚酮合酶(PKS)。并且,N. californiae 以及C. churrovis基因组编码7种可能的细菌素,细菌素是一类通常由细菌产生的抗菌肽。在以植物生物质或可溶性底物中生长时,这四种菌株的所有核心生物合成基因有26%被转录。在以纤维二糖为底物中生长时,这四种真菌的全部生物合成基因产物中,有30%的产物被蛋白质组检测到。液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)在A. robustus培养基上清中检测到72种可能的天然产物。所有四种厌氧真菌产生的化合物都被推测为聚酮合成相关的苯乙烯吡喃酮baumin。分子网络模型量化了这几种真菌产生的天然产物的串联质谱(MS/MS)谱图之间的相似性,从而能够识别出厌氧真菌特有的三组天然产物。总体来说,这些结果说明肠道厌氧真菌可以合成天然产物,这些天然产物可以作为抗菌剂、治疗剂和其他生物活性化合物的来源。