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郑庆飞团队揭示人体古菌组代谢关于肿瘤微环境和癌症发生发展的影响
发布日期:2022-03-19 12:47    点击次数:193

作家:生物天下

古菌(Archaea)是一类很辱骂常的微生物,大多生计在顶点的生态环境中(举例高温、高盐、高压、强酸/碱性等环境)。古菌具有原核生物的某些特征,如无核膜及内膜系统;同期也有真核生物的特征,如DNA具有内含子并结合组卵白(Histone)、以甲硫氨酸肇始卵白质的合成、核糖体对氯霉素不解锐、RNA团员酶与真核细胞不异等。古菌具有私有的合成和瓦解代谢通路,举例产甲烷、降解原油等,因此在动力臆测范畴具有挫折的兴味。

连年来,人体微生物组(Microbiome)的臆测获得了诸多首要冲破,越来越多的凭据标明人类疾病与微生物组具有千丝万缕的关联。古菌是人体微生物组中的挫折组成部分(举例厌氧产甲烷古菌及非产甲烷的噬盐古菌),但其在人类疾病和健康中所上演的变装却鲜有报道。

近日,俄亥俄州立大学的郑庆飞课题组与统一者揭示了人体古菌组(Archaeome)代谢产品关于肿瘤微环境和癌症发生发展的潜在影响,有关效果发表于美国微生物学会(American Society for Microbiology)旗下微生物学详细期刊 Microbiology Spectrum上,论文题为:。

郑庆飞博士在前期的职责中关于肿瘤微环境中的活性代谢产品功能进行了系统性的臆测,其臆测标明甲基乙二醛等代谢产品大约通过非酶催化反映共价偶联到肿瘤细胞的组卵白上并由此影响其表观遗传学调控通路。同期,连年来的臆测指出人类体液中大批的小分子代谢产品执行上是由人体微生物组孝顺而来的,其中就包括古菌厌氧糖酵解开端的甲基乙二醛。

以此为萍踪,郑庆飞课题组与深圳湾实验室的唐啸宇臆测员和蔡铭伟副臆测员统一,系统性地关于人体古菌宏基因组拼接数据进行了分析,阐述了人体古菌可能产生的活性代谢产品以及这些小分子关于肿瘤微环境的潜在影响。由于大部分人体古菌在现存的实验室条款下培养极为坚苦,因此宏基因组学和转录组分析成为了现在臆测人体古菌的挫折本领。通过分析数据库中44000多个长度大于1000bp的重复序列 (Contig),臆测团队发现人体古菌主要集合于肠道和口腔。

不同于已报道的大多数人体微生物,人类古菌组的组成在东西方人群中的互异并不显赫,这示意饮食俗例的互异性关于人体古菌组的影响并不大。随后,臆测团队关于这些古菌序列中具有合成代谢产品功能的基因进行了集合分析,发现人体古菌大约产生稠密关于肿瘤细胞具有挫折影响的代谢产品,包括醛类、硫化氢、短链脂肪酸等(图1)。其中还包含一些古菌中私有存在的代谢阶梯,举例三甲胺(TMA)和甲基乙二醛(MGO)等。

图1. 由人体古菌组产生的关于肿瘤微环境和癌症发生发展具有径直或辗转作用的代谢产品

臆测团队还对比了这些古菌代谢有关基因在癌症病人和健康人群中的丰采互异性,发现病人样本中的古菌MGO合成酶(EC 4.2.3.3)、CoA联结酶(EC 6.2.1.1)等基因的丰采显赫升高,标明这些古菌代谢产品与肿瘤的发生发展具有挫折有关性。

根据现存的臆测物化,这些人体古菌代谢产品关于肿瘤具有促进或者箝制作用(图2),由此可见人体古菌组的存在关于癌症的发生和发展具有复杂的“双刃剑”作用。若何通过调治人体微生物组中的古菌组分从而对肿瘤进行督察、会诊和有用调节将是未来一项兴味首要的臆测。

图2. 人体古菌代谢产品关于肿瘤发生发展的促进和箝制作用

本臆测由郑庆飞课题组与唐啸宇课题组统一完成,蔡铭伟副臆测员、唐啸宇臆测员和郑庆飞流露为共同通信作家。

俄亥俄州立大学医学院辐射肿瘤学系和癌症代谢中心的郑庆飞课题组远程于于肿瘤代谢和癌症表观遗传学的基础和滚动臆测,该课题组详细运用化学生物学和合成生物学等本领臆测饮食、代谢和微生物组关于肿瘤微环境的影响并基于此成立新式的癌症免疫疗法。

现在课题组正在招募多名化学、生物学、医学布景的博士后(具体先容见承接1)和博士臆测生(具体先容见承接2),接待报名苦求和筹划:ZhengLab.OSU@gmail.com。

承接1:https://cancer.osu.edu/for-cancer-researchers/research/research-institutes-and-centers/center-for-cancer-metabolism/open-positions/postdoctoral-fellow-positions-in-metabolic-syndrome-and-cancer-development

承接2:https://cancer.osu.edu/for-cancer-researchers/research/research-institutes-and-centers/center-for-cancer-metabolism/open-positions/phd-positions-in-tumor-microbiome-metabolism-and-cancer-epigenetics

论文承接:

https://journals.asm.org/doi/10.1128/spectrum.02367-21

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