蛋白质组学

外囊泡应用于复杂微生物群落的蛋白特征分析

虽然革兰氏阴性菌细胞膜来源的EVs已经报道和研究了几十年,单直到最近才有研究表明,EVs的产生也可以发生在细胞壁较厚的微生物中,例如革兰氏阳性细菌和真菌等。然而,大多数研究都集中在纯细菌培养的EVs的分泌上,而没有像在动物肠道中发现的那样,由复杂的微生物群落来分泌EVs。2020年6月30日,挪威生命科学大学Leidy Lagos团队在Microorganisms杂志上在线发表了题为“Isolation and

蛋白质组学

Characterization of Extracellular Vesicles Secreted In Vitro by Porcine Microbiota”的研究论文。成功分离了来自复杂微生物群落的EVs,并通过蛋白质组学分析了EVs的蛋白质含量。下面跟着小编来一览究竟吧!

mmexport1606877776147.jpg

蛋白质组学

 

研究背景

胞外囊泡(EVs)的分泌是原核和真核细胞间通讯、生存和发病的常见过程。先前的研究表明,在细菌培养上清液中存在EVs,包括革兰氏阳性和革兰氏阴性多糖降解的肠道共生菌。然而,由复杂微生物群落分泌的EVs的分离和鉴定还没有明确的报道。该文研究了猪粪便微生物群在复合β-甘露聚糖上富集24h后所分泌EVs的产量、大小、组成和蛋白质组。

 

研究思路

mmexport1606877782923.jpg

蛋白质组学

 

结果速递

 

体外培养的微生物群落特征
在该研究中,采用猪粪便样品作为接种物,β-甘露聚糖作为底物来刺激肠道微生物群分泌EVs。研究发现β-甘露聚糖会影响体内猪肠道微生物群的结构和组成。最初群落中占优势的分类门是厚壁菌门,在β-甘露聚糖存在的情况下,该门的丰度增加到90%,而对照组的丰度为63%。另一方面,变形菌在β-甘露聚糖中仅占4%,而对照组的丰度为30%。在培养24h后存在β-甘露聚糖的情况下,乳杆菌目(40%丰度)和选择单胞菌目(39%)占优势,而在对照组中,24h它们分别占5%和29%丰度。而在24h没有β-甘露聚糖的培养物中,肠杆菌目和硒单胞菌目是最丰富的目(39%丰度)。肠杆菌在β-甘露聚糖存在下24h的丰度为5%。


mmexport1606877789928.jpg

图1. 体外培养的细菌群落特征

 

 

从体外培养的猪微生物群中分离的EVs的特征
研究人员研究了共生菌在体外分泌EVs的能力,即EVs在培养24 h后就能被检测到。密度范围为1.08~1.20 g/mL。SDS-PAGE结果表明,2% β-甘露聚糖培养液中EVs含量较高,密度为1.12~1.16 g/mL。电子显微镜和NTA分析表明其大小和形态符合细菌EVs的典型特征。此外,研究还观察到从β-甘露聚糖培养液中分离出的EVs的大小与不含碳水化合物的对照组的不同。对照组EVs的平均直径为105 nm;而β-甘露聚糖培养液中EVs较大,平均直径为165 nm。


mmexport1606877796585.jpg

图2. 猪粪便中分泌的EVs的特征

 

EVs的蛋白组学分析
采用labelfree蛋白组学方法分析了β-甘露聚糖和对照样品中EVs的蛋白含量。共鉴定到303个蛋白质,其中28%的蛋白是β-甘露聚糖培养组和对照组中共有的,而55%的蛋白是β-甘露聚糖培养组中独有的。从β-甘露聚糖培养组分离的EVs中鉴定的大部分蛋白质分别定位于梭状芽胞杆菌目、芽孢杆菌目和肠杆菌目的MAG53、MAG272和MAG343。并在MAG53、272和343中发现了几种介导EVs分泌的蛋白,例如外膜蛋白OmpA。在β-甘露聚糖EVs蛋白质组中检测到的最丰富的蛋白质与翻译、能量产生、氨基酸和碳水化合物转运以及新陈代谢有关。


mmexport1606877803396.jpg

图3. 体外培养24h粪便接种物中EVs的蛋白质组学研究

 

结 论

该研究成功地分离和分析了从复杂的微生物群落中分泌的EVs的蛋白质含量。β-甘露聚糖能够诱导梭状芽孢杆菌、芽孢杆菌和肠杆菌(MAG53、272和343)分泌EVs,且EVs不含多糖降解酶。然而,微生物EVs的组成和数量似乎取决于环境条件,例如可用的碳水化合物来源,如β-甘露聚糖。EVs在肠道内作为物种间相互作用和功能的中介者的作用值得进一步研究。

 

现在,外泌体/外囊泡的研究火热异常,已经渗透到各个领域。不仅有着丰富的外泌体分离经验,还精通蛋白质组学技术服务。可为您提供一站式外泌体蛋白质组学科研服务,更有超强的生信团队为您提供个性化分析服务。如果您有外泌体相关科研服务需求,欢迎来电咨询。

 

(0)

热评文章

发表评论