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功能乳品实验室研究人员通过比较基因组学分析阐明双歧杆菌定植人类肠道的碳源基础

微生物领域知名国际期刊BMC Microbiology 发表了功能乳品实验室的论文“Starch and starch hydrolysates are favorable carbon sources for Bifidobacteria in the human gut”,阐明了双歧杆菌定植人类肠道的碳源基础。

双歧杆菌是人体肠道微生态系统的重要菌群,其丰度与人体健康密切相关。2010Nature Reviews Microbiology 一篇文章揭示,人类肠道中不同菌群的丰度与该菌群在肠道中能利用的碳源的丰度有关。本研究以双歧杆菌碳源利用为切入点,利用比较基因组学手段,对25株双歧杆菌基因组(PGB)及一代表性肠道总菌群(RM)的糖苷水解酶编码基因的功能分布及相似度进行比较分析,发现双歧杆菌基因组中淀粉类碳水化合物代谢相关的基因比例及数量远高于肠道菌群的平均水平,并且高于拟杆菌门、厚壁菌门等肠道中常见的菌群的平均水平,同时发现淀粉代谢基因在双歧杆菌基因组中保守存在,分析结果预示淀粉可能是双歧杆菌在肠道中的优势碳源;以长双歧杆菌BBMN68为模型菌株,分析发现BBMN68基因组中编码淀粉降解相关的全部基因,并通过2-D电泳及定量PCR验证相关基因在淀粉利用过程中诱导表达。淀粉是人类膳食的主要组成,但是人体肠道可以消化大部分淀粉,少部分淀粉进入大肠,可以作为肠道菌群总量较低但持续供应的碳源,双歧杆菌以淀粉作为其优势碳源这一结论可以初步解释其在成人肠道中广泛存在但是丰度较低的原因,研究结果为双歧杆菌对肠道微生态环境的适应机制的研究提供了有力证据。