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Nature子刊:大规模分析揭示人类肠道双歧杆菌的代谢多样性

时间:2025-07-18 来源:热心肠研究院 作者:热心肠小伙伴们 浏览次数:

Nature Microbiology

[IF:19.4]

Integrative genomic reconstruction reveals heterogeneity in carbohydrate utilization across human gut bifidobacteria


主要作者: Aleksandr A. Arzamasov杰弗里·戈登,Andrei L. Osterman
Article10.1038/s41564-025-02056-x2025-07-16
研究设计与方法:分析3083个人源双歧杆菌基因组,重建68条碳水化合物代谢通路,整合589个代谢基因功能。
核心发现:双歧杆菌属细菌存在显著的种内及种间代谢功能异质性,特定菌株具独特碳水化合物利用能力,如α-葡聚糖代谢及木葡聚糖降解基因簇。
种间代谢差异:长双歧杆菌(Bl)不同亚种代谢偏好分化,Bl. nov.亚种(一个新分支)专化于植物α-葡聚糖代谢,而Bl. infantis(长双歧杆菌婴儿亚种)专精母乳低聚糖利用。
地理菌株特异性:孟加拉菌株携带独特基因簇,可代谢木葡聚糖和母乳低聚糖,部分菌株缺失神经氨酸分解关键基因簇nan。
表型验证:30株菌体外验证显示预测准确率达94%-95%,Bl. nov.唯一利用淀粉,Bc. kashiwanohense有效降解木葡聚糖。
生态适应性:宿主年龄与生活方式影响代谢谱,非西方人群婴儿菌群富集母乳低聚糖利用通路,而西方人群菌群更倾向植物多糖代谢。
应用价值:构建基因组框架指导益生菌设计,为开发地域适应性菌株及定制化合生制剂提供依据。

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