Harnessing gut microbes for glycan detection and quantification.
Harnessing gut microbes for glycan detection and quantification.
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DOI：
10.1038/s41467-022-35626-2
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发表时间：
2023-01-17
影响因子：
16.6
通讯作者：
Townsend, Guy E.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Modesto, Jennifer L.;Pearce, Victoria H.;Townsend, Guy E.
聚糖通过向不同的微生物亚群提供不同的可获得营养物质来促进关键的生物学功能并控制哺乳动物肠道微生物群的组成。因此，鉴定支持确定的微生物种群的独特聚糖底物可以为通过调节肠道微生物群组成和代谢治疗疾病提供信息。然而，检查单个微生物底物的异质聚糖混合物受到聚糖结构复杂性和多样性的阻碍，这对糖组学方法提出了实质性挑战。幸运的是，肠道微生物编码专门的传感器蛋白，识别独特的聚糖结构，进而激活可预测的，特异性的和动态的转录反应。在这里，我们利用这种微生物机制来指示成分相似但结构不同的聚糖的存在和丰度，使用我们开发的转录报告。我们使用这些工具来检查聚糖混合物，分离目标分子用于下游表征，并量化回收的产物。我们断言，这个工具包可以大大提高我们对哺乳动物肠道环境的理解，并确定对人类健康至关重要的宿主-微生物相互作用。检测异质混合物中的不同聚糖受到聚糖结构复杂性和多样性的阻碍。在这里，作者利用肠道微生物感知不同聚糖结构的能力，通过将细菌检测机制与优化的荧光素酶报告分子偶联，开发定量聚糖生物传感器。
Glycans facilitate critical biological functions and control the mammalian gut microbiota composition by supplying differentially accessible nutrients to distinct microbial subsets. Therefore, identifying unique glycan substrates that support defined microbial populations could inform therapeutic avenues to treat diseases via modulation of the gut microbiota composition and metabolism. However, examining heterogeneous glycan mixtures for individual microbial substrates is hindered by glycan structural complexity and diversity, which presents substantial challenges to glycomics approaches. Fortuitously, gut microbes encode specialized sensor proteins that recognize unique glycan structures and in-turn activate predictable, specific, and dynamic transcriptional responses. Here, we harness this microbial machinery to indicate the presence and abundance of compositionally similar, yet structurally distinct glycans, using a transcriptional reporter we develop. We implement these tools to examine glycan mixtures, isolate target molecules for downstream characterization, and quantify the recovered products. We assert that this toolkit could dramatically enhance our understanding of the mammalian intestinal environment and identify host-microbial interactions critical for human health. Detecting distinct glycans within heterogeneous mixtures is hindered by glycan structural complexity and diversity. Here the authors exploit the ability of gut microbes to sense different glycan structures in order to develop quantitative glycan biosensors by coupling bacterial detection machinery to an optimised luciferase reporter.
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影响因子：
64.5
作者：
Lim B;Zimmermann M;Barry NA;Goodman AL
通讯作者：
Goodman AL
影响因子：
30.3
作者：
Martens EC;Chiang HC;Gordon JI
通讯作者：
Gordon JI
影响因子：
3.2
作者：
Bencivenga-Barry, Natasha A.;Lim, Bentley;Goodman, Andrew L.
通讯作者：
Goodman, Andrew L.
DOI：
10.1073/pnas.2009556117
发表时间：
2020-09-29
影响因子：
11.1
作者：
Garcia-Bayona, Leonor;Coyne, Michael J.;Comstock, Laurie E.
通讯作者：
Comstock, Laurie E.
影响因子：
8.8
作者：
Liu H;Shiver AL;Price MN;Carlson HK;Trotter VV;Chen Y;Escalante V;Ray J;Hern KE;Petzold CJ;Turnbaugh PJ;Huang KC;Arkin AP;Deutschbauer AM
通讯作者：
Deutschbauer AM