Határok a mikrobiológiában

Élelmiszer mikrobiológia

Ez a cikk a kutatási téma része

Az emberi mikrobióm és a személyre szabott táplálkozás Az összes (17) cikk megtekintése

Szerkesztette

Nadiya V. Boyko

Ungvári Nemzeti Egyetem, Ukrajna

Felülvizsgálta

Brandt D. Pence

Memphisi Egyetem, Egyesült Államok

Giuseppe Cibelli

Foggia Egyetem, Olaszország

A szerkesztő és a lektorok kapcsolatai a legfrissebbek a Loop kutatási profiljukban, és nem feltétlenül tükrözik a felülvizsgálat idején fennálló helyzetüket.

Cikk letöltése
- PDF letöltése
- ReadCube
- EPUB
- XML (NLM)
- Kiegészítő
  Anyag
Exportálás
- EndNote
- Referencia menedzser
- Egyszerű TEXT fájl
- BibTex

OSZD MEG

Eredeti kutatás CIKK

Agrokémiai és Élelmiszertechnológiai Intézet, Spanyol Nemzeti Kutatási Tanács, Valencia, Spanyolország

DNS-kivonás

Az összes DNS-t (kb. 100–200 mg) a széklet anyagából extraháltuk a Master-Pure DNS extrakciós készlettel (Epicenter, Madison, WI, Egyesült Államok), a gyártó utasításait követve az alábbi módosításokkal: a mintákat lizozimmal (20 mg/ml) és mutanolizint (5 egység/ml) 60 percig 37 ° C-on, és a sejtek megszakításának előzetes lépését 3 μm átmérőjű üveggyöngyökkel, majd 1 percet 2000 gyöngyverő általi lengésnél. A DNS tisztítását DNS tisztító készlet (Macherey-Nagel, Duren, Németország) felhasználásával hajtottuk végre a gyártó utasításai szerint. A DNS-koncentrációt a további elemzéshez Qubit® 2.0 fluorométerrel (Life Technology, Carlsbad, CA, Egyesült Államok) mértük.

Baktériumprofil kvantitatív meghatározása kvantitatív PCR-analízissel (qPCR)

Kvantitatív polimeráz láncreakcióval céloztuk meg az összes baktérium, az Enterobacteriaceae család mennyiségének meghatározását, Bifidobacterium csoport, Bacteroides-Prevotella-Porphyromonas csoport, Bacteroides fragilis csoport, Blautia coccoides csoport, Methanobrevibacter smithii, Faecalibacterium prausnitzii a korábban leírtak szerint (Collado et al., 2008; Mira-Pascual et al., 2015). A qPCR amplifikálást és detektálást duplikátummal hajtottuk végre egy LightCycler 480 valós idejű PCR rendszeren (Roche Technologies). Minden 10 ml-es reakcióelegy SYBR Green PCR Master Mix-ből (Roche), 0,5 ml mindegyik primerből (10 mmol/l koncentráció) és 1 ml DNS-templátból állt. Az egyes mintákban a baktériumok koncentrációját a specifikus DNS-fragmensek tízszeres hígításával kapott standard görbék Ct-értékeivel összehasonlítva számoltuk.

Mikrobiota profilálás és bioinformatikai elemzések

Rövid láncú szerves zsírsavak (SCFA) elemzése

Nem találtunk szignifikáns különbséget a BMI szerint. Azok a résztvevők, akik jobban betartották az MD-t, korrelálnak a székletminták magasabb acetát-, propionát- és butirátkoncentrációjával (P = 0,023; R = 0,452). Magasabb koncentrációjú acetát (P = 0,006; P = 0,001), propionát (P = 0,016; P = 0,004), és az összes SCFA (P = 0,020; P = 0,003; Az 1A. Ábrát) olyan résztvevőknél detektáltuk, akiknek étrendje magasabb volt a növényi fehérjékben és a poliszacharidokban. Ezenfelül pozitív összefüggést találtak az acetát és a diétás rostok (P = 0,028; 1A. Ábra).

1.ÁBRA. A mikrobiota összetétele és SCFA profilja a specifikus tápanyagbevitel függvényében. (A) HPLC-vel mért összes SCFA-szint a növényi fehérje, poliszacharidok és élelmi rostok specifikus tápanyag-bevitele szerint (B) QPCR-rel mért fajlagos mikrobiális szintek a növényi fehérje, poliszacharidok és élelmi rostok tápanyag-bevitelének megfelelően.

Baktériumprofil mennyiségi meghatározása qPCR analízissel

Baktériumok profilja a BMI és a mediterrán étrend (MD) szerint

Nem találtak szignifikáns összefüggést a BMI vagy MD rétegződés és a baktériumcsoportok között.

Baktériumprofil az étrendi tápanyag bevitel szerint

Jelentősen magasabb Bifidobacterium spp. (1B ábra) olyan növényeknél találtak, akik több növényi fehérjét fogyasztanak (P = 0,008), szénhidrátok (P = 0,003) és poliszacharidok (P = 0,009) összehasonlítva az alacsonyabb bevitelűekkel. Pozitív tendenciák a diétás rostbevitel és a specifikus alkoholszintek között Bifidobacterium nemzetség (P = 0,081) és F. prausnitzii (P = 0,084) találtunk. Ugyanezt a tendenciát figyeltük meg a poliszacharidok és a F. prausnitzii (P = 0,061).

Mikrobiota összetétel 16S rDNS szekvenciával

A legelterjedtebb csoport a menedékjog szintjén (2A. Ábra) a Firmicutes (77,31% ± 2,88) volt, majd a Bacteroidetes (15,86% ± 0,28), az Actinobacteria (3,13% ± 0,65) és a Verrucomicrobia (1,78% ± 1,22), a Proteobacteriumok pedig majdnem 1% volt. . Családi szinten (2D. Ábra) a baktériumok közül a legelterjedtebb a Ruminococcaceae (37,97% ± 1,06), Lachnospiraceae (21,78% ± 0,71), Bacteroidaceae (13,05% ± 3,54), majd más Clostridiales (8,09% ± 2,55) volt., Veillonellaceae (2,67% ± 0,50) és Verrucomicrobiaceae (1,82% ± 0,63).

2. ÁBRA. Mikrobiota összetétel 16S rDNS szekvenálással. Mikrobiális relatív mennyiségek (%) a menedékjognál (A: Általános profil, B: a BMI szerint, és C: az MD betartása szerint) és a családi szint (D: Általános profil, E: a BMI szerint, és F: az MD betartása szerint) megtalálható az önkéntesek bélmikrobiomjában.

A mikrobiota összetétele a BMI rétegződése szerint

A BMI rétegződés alapján a menedékjog és a család szintjén a leginkább domináns csoportokat a 2B. Jelentősen magasabb szintet találtak a normál testsúlyú résztvevők között a Verrucomicrobia phylum esetében a túlsúlyosakhoz képest. Lefse-elemzés szerint a Christensenellaceae szignifikánsan gazdagodott a normál súlycsoportban, a Streptococcaceae pedig magasabb BMI-t mutató egyénekhez kapcsolódott (3A. Ábra). Ezen kívül nemzetségi szinten, Desulfovibrio, Butyricimonas és Oscillospira a normál testsúlyú csoporttal volt összefüggésben (3B. ábra). Az alfa diverzitás (Shannon-index) nem mutatott szignifikáns különbséget a mikrobiális változatosságban a BMI szerint (P = 0,105). Redundancia-elemzést (RDA) végeztek az OTU-k szintjén, és a mikrobiális populációkban nem találtak szignifikáns különbséget a BMI szerint, csak negatív tendencia volt megfigyelhető (P = 0,076).

3. ÁBRA. Az önkéntesek bélmikrobiomjában azonosított taxonómiai biomarkerek lineáris diszkrimináns elemzés (LDA) effektusméret (LEfSe) diagramja. A család és a nemzetség szintjén talált specifikus baktériumjellemzők a BMI szerint (A, B, illetve a mediterrán étrend betartásával (CD, illetőleg). A statisztikai és biológiai relevanciát egyaránt hangsúlyozó LEfSe algoritmust alkalmazták a biomarkerek felfedezéséhez. A logaritmikus diszkrimináns elemzés (LDA) pontszáma 3 volt.

A mikrobiota összetétele az MD-Score Stratification szerint

Az MD-skála rétegződése alapján a menedékjog és a család szintjén a legelterjedtebb csoportokat a 2C. Ábra, illetve a 2F. Ábra mutatja. A magasabb MD pontszám alacsonyabb Firmicutes/Bacteroidetes arányhoz kapcsolódott (R = -0,369; P = 0,057). A Lefse-elemzés a Christensenellaceae és a magasabb MD pontszámmal rendelkező egyének, valamint a Streptococcaceae nagyobb összefüggést mutatott ki azoknál az egyéneknél, akiknél alacsonyabb volt az MD tapadás (3C. Ábra). Nemzetségi szinten is szignifikáns különbségeket találtunk. Catenibacterium az MD csoporthoz kapcsolódott (3D ábra). Az ANOVA teszt alacsonyabb relatív bőséget mutatott Clostridium nemzetséget az MD csoport számára és faji szinten magasabb szinteket találtunk Bacteroides uniformis és B. ovatus azoknak a résztvevőknek, akik nem követték az MD-t. Az alfa diverzitás (Shannon-index) nem mutatott szignifikáns különbséget az MD pontszám szerint. A Chao-index szerint azonban a bél mikrobiális gazdagsága általában magasabb volt azoknál az egyéneknél, akik jobban betartották az MD-t (P = 0,061). Az OTU-k szintű RDA nem mutatott szignifikáns különbségeket az MD pontszám szerint (P = 0,321).

A mikrobiota összetétele az étrendi tápanyag bevitel szerint

A menedékjog szintjén (4A. Ábra) a magasabb állati fehérje bevitel a Bacteroidetes (P = 0,029) és magasabb Firmicutes/Bacteroidetes arány (P = 0,038). A poliszacharidok alacsonyabb bevitele a proteobaktériumok magasabb relatív bőségéhez kapcsolódott (P = 0,028) míg az Actinobacteriumok relatív mennyisége általában alacsonyabb volt (P = 0,061). Nemzetségi szinten alacsonyabb relatív bősége Parabacteroides (P ∗ jelentős P Kulcsszavak: mikrobiota, ürülék, mediterrán étrend, táplálkozás, étrendminták

Idézet: Garcia-Mantrana I, Selma-Royo M, Alcantara C és Collado MC (2018) elmozdulások a mediterrán étrend betartásához kapcsolódó bélmikrobiotánál és az általános felnőtt populáció specifikus étrendi bevitelei. Elülső. Microbiol. 9: 890. doi: 10.3389/fmicb.2018.00890

Beérkezett: 2017. október 26 .; Elfogadva: 2018. április 18 .;
Publikálva: 2018. május 07.

Nadiya V. Boyko, Ungvár Nemzeti Egyetem, Ukrajna

Brandt D. Pence, Memphisi Egyetem, Egyesült Államok
Giuseppe Cibelli, Foggia Egyetem, Olaszország