Draft genome analysis and in vitro evaluation of probiotic-associated properties in Lacticaseibacillus paracasei UCO-100
本研究通过全面的基因组学和体外分析,证实了人类胃部分离株副乳杆菌(*Lacticaseibacillus paracasei*)UCO-100 具有安全性、应激耐受性和黏附能力,从而将其表征为一种具有前景的益生菌候选菌株。
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在人体内,一个庞大且繁忙的微观生命群落正蓬勃生长,尤其是在消化系统中。在这些居民中,乳酸菌是一类多样化的友好微生物,它们有助于分解食物、支持免疫系统并抑制有害入侵者的生长。当科学家们谈论益生菌时,他们指的是这些细菌中的特定菌株,当被摄入后,它们能为宿主提供健康益处。对于一种细菌要被视为这一角色的有力候选者,它必须能够经受住通过胃酸和肠道胆盐的严酷旅程,能够粘附在肠道壁上开展工作,并且最重要的一点是,对人类消费是安全的。研究人员一直在不断寻找具备这些特质的新菌株,寻找那些可以被培养以改善人类健康的天然盟友。
在最近的一项研究中,来自智利康塞普西翁大学的一个科学家团队将注意力转向了一种他们从人类胃样本中分离出的特定细菌。这种被鉴定为 Lacticaseibacillus paracasei UCO-100 的微生物不仅仅是在显微镜下被观察;它的整个遗传蓝图也被绘制了出来,以查看它携带了哪些工具作为其生物工具箱。通过读取该菌株的 DNA,研究人员可以在实验室培养皿中进行测试之前,预判其能力。他们发现,该细菌的基因组包含制造蛋白质的指令,这些蛋白质有助于它粘附表面、产生保护性涂层,并抵御消化道的压力环境。基因分析还显示,该菌株携带了产生细菌素(bacteriocins)的代码,这是一种可以抑制其他潜在有害细菌生长的天然物质。
为了证实 DNA 所暗示的内容,科学家们让这种细菌经历了一系列模拟人体内部条件的严格测试。他们将该菌株暴露在类似于胃部的酸性环境以及肠道中发现的胆盐中。结果令人鼓舞:这种细菌不仅在这些严酷条件下存活了下来,而且继续生长和增殖。当测试其粘附表面的能力时,该菌株表现出一种自身聚集并粘附在玻璃上的强烈倾向,这些行为对于益生菌能够长时间留在肠道内发挥作用至关重要。研究人员还测量了细菌排斥水分的能力,即疏水性,这一特性通常有助于它们附着在肠壁上。该菌株表现出高水平的这一特性,表明它完全具备定植于肠道黏膜的能力。
对于任何潜在的益生菌来说,安全性或许是最关键的。研究人员仔细检查了该细菌的遗传密码,寻找任何危险信号,例如赋予其对常见抗生素耐药性的基因或产生毒素的基因。搜索结果为空。该菌株不携带任何可能传递给其他细菌的已知抗生素耐药基因,也不具备任何会对人类造成伤害的毒力因子。当在血琼脂平板上培养时,该细菌并未表现出破坏红细胞的能力,这是衡量毒性的标准测试。它表现出的唯一耐药性是对金霉素(bacitracin)的耐药性,这是一种用于皮肤的抗生素,是此类细菌的一种自然特性,不会对人类健康构成风险。研究还注意到存在移动遗传元件,如病毒残余和跳跃基因,但其中均未携带危险物质。
调查结论认为,Lacticaseibacillus paracasei UCO-100 拥有一套符合益生菌要求的强大特征。其基因组成表明它能够生存于消化道,粘附于肠道,并有可能对抗坏细菌,同时其安全性评估也显示是洁净的。虽然这项研究是在实验室环境下进行的,尚未证明该细菌在活人体内是否会产生同样的效果,但基因组证据与物理测试的结合提供了坚实的基础。这一菌株代表了一个极具前景的研究候选对象,让我们得以窥见一种从人类胃部分离出的细菌,未来如何被用于支持人类健康。
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