芽孢杆菌BD3526发酵产物通过增加Akkermansia属的含量影响肠道菌群，改善2型糖尿病
题目：Fermentation Products of Paenibacillus bovis sp. nov. BD3526 Alleviates the Symptoms of Type 2 Diabetes Mellitus in GK Rats
期刊：Frontiers in Microbiology
影响因子：4.019
合作单位：光明乳业股份有限公司
中科普瑞服务产品：微生物多样性测序
摘要：肠道菌群与2型糖尿病(T2DM)密切相关。T2DM患者肠道菌群在细菌组成和多样性方面与正常人有着明显差异。作者研究类芽孢杆菌BD352的发酵产物在GK大鼠的T2DM发病过程中的作用。结果发现，饲喂BD3526发酵产物的GK大鼠症状明显改善。16S rRNA序列分析表明，BD3526发酵产物通过增加Akkermansia属的含量来影响肠道菌群。此外，该属在BD3526组肠道中的相互作用也发生了显著变化。另外细胞因子检测显示，BD3526发酵产物可降低GK大鼠肠粘液中的炎症因子，从而抑制炎症反应，改善T2DM症状。
主要结果：
1. 大鼠生理指标改变
BD 3526组糖尿病症状减轻：餐后血糖、糖化血红蛋白及体重均相比对照组均降低。
2. 细菌16SrRNA基因测序结果
添加BD 3526菌株发酵产物的GK大鼠肠道微生物多样性增加，Akkermansia在饲喂BD 3526发酵产物的GK大鼠的肠道中富集，BD3526菌株发酵产物改变了肠道微生物的相互作用。
通过RNA测序研究姜黄精油壳聚糖包装膜的制备、表征及抗黄曲霉毒素活性
题目：Preparation, Characterization and Anti-aflatoxigenic Activity of Chitosan Packaging Films incorporated with Turmeric Essential Oil
期刊：Int J Biol Macromol
影响因子：3.909
合作单位：成都大学
中科普瑞服务产品：转录组测序
摘要：本文研究了含姜黄精油（TEO）壳聚糖包装膜的体外制备、表征、抗黄曲霉毒素活性及分子机制。首先以机械性能为评价指标，采用单因素和正交实验筛选出1.5 μL/ cm2 TEO包装薄膜的最佳制备条件，并对薄膜性能进行了表征。研究表明TEO的添加对薄膜的微观结构和耐水性具有较大的影响。此外，也研究了纯壳聚糖膜和TEO添加（1.5或3.0 μL/ cm2）包装膜对黄曲霉（Aspergillus flavus, CGMCC 3.4410）的生长及分生孢子形成的抑制作用，以及7天内黄曲霉毒素的积累。结果表明包装薄膜具有显著的抗黄曲霉活性。包装膜抑制黄曲霉毒素生物合成基因表达初步结果表明，与黄曲霉毒素生物合成相关16个基因的表达完全或几乎完全受到抑制。因此，在壳聚糖包装膜中加入天然抗真菌剂TEO是推动抗真菌包装材料开发利用的有效方法之一。
主要结果：
不同条件下差异表达基因的分析，聚类热图及火山图展示：
比较基因组学分析阿卡波糖产生菌揭示其代谢工程的潜在靶点
题目：Comparative functional genomics of the acarbose producers reveals potential targets for metabolic engineering
期刊：Synth Syst Biotechnol
影响因子：NA
合作单位：上海交通大学
中科普瑞服务产品：微生物全基因组测序、转录组测序
摘要：α-葡萄糖苷酶抑制剂阿卡波糖大多由Actinoplanes sp. SE50菌株发酵产生，被广泛应用于2型糖尿病的治疗之中。与野生型SE50放线菌株相比，SE50/110菌株更为高产，阿卡波糖产量和acb基因簇转录水平分别提高了2倍和3~7倍。通过SE50菌株的全基因组测序，及其与SE50/110菌株的比较基因组学研究结果表明，SE50/110菌株全基因组序列中鉴定得到最终影响8个CDSs的11个SNVs和4个InDels。编码乙醇脱氢酶的ACWT_4325基因缺失致使阿卡波糖产量从1.87 g/L增加到2.34 g/L，提高25%，乙酰辅酶A浓度提高52.7%，磷酸烯醇式丙酮酸浓度提高22.7%。同时，编码延伸因子G 的ACWT_7629基因缺失导致阿卡波糖产量从1.87 g/L增加到2.54 g/L，提高36%，acb基因簇转录、信号分子鸟苷四磷酸ppGpp浓度提高2.2倍。ACWT_4325和ACWT_7629基因共同缺失使阿卡波糖产量进一步提高到2.83 g/L，表明这两种突变引起的acb基因簇代谢扰动和转录水平的提高可能导致产物阿卡波糖的大量产生。应用类似策略改造后的SE50/110菌株产阿卡波糖滴度从3.73 g/L增加到4.21 g/L。因此，微生物比较基因组学与功能验证方法的结合，在揭示菌株阿卡波糖高产机理的同时，也提示了基因工程方法应用于提高产物产量的巨大潜力。
主要结果：
1. Actinoplanes sp. SE50/110 和 SE50的比较基因组圈图：
SE50与SE50/110的基因组在基因含量和基因顺序上具有极高的相似性，在SE 50/110基因组中没有出现大片段缺失。在SE 50/110中共发现115个变异和0.55mb重排，经PCR扩增和测序进一步验证。验证结果表明，SE 50/110基因组中只有15个突变位点，包括11个SNVS和4个indels。
2. SE50/110与SE 50的基因表达有明显的差异：
SE50/110与SE 50的转录组分析火山图。在SE 50/110中分别显著上调和下调的基因有1228和1337(∼31%) (q<0.0 5，Foldchange >2)。同时，阿卡波糖合成必需基因的转录明显增加，与qRT-PCR分析结果一致。
参考文献：
Qiao, Zhenyi, et al. Fermentation Products of Paenibacillus Bovis Sp. Nov. BD3526 Alleviates the Symptoms of Type 2 Diabetes Mellitus in GK Rats. Frontiers in Microbiology, vol. 9, 2019.
Li, Zheyu, et al. Preparation, Characterization and Anti-Aflatoxigenic Activity of Chitosan Packaging Films Incorporated with Turmeric Essential Oil. International Journal of Biological Macromolecules, vol. 131, 2019, pp. 420–434.
Xie, Huixin, et al. Comparative Functional Genomics of the Acarbose Producers Reveals Potential Targets for Metabolic Engineering. Synthetic and Systems Biotechnology, vol. 4, no. 1, 2019, pp. 49–56
