Lactobacillus là gì? Các công bố khoa học về Lactobacillus

Trình tự 3,308,274-bp của nhiễm sắc thể Lactobacillus plantarum dòng WCFS1, một chủng vi khuẩn tách từ NCIMB8826 và ban đầu được tìm thấy từ nước bọt người, đã được xác định, và chứa 3,052 gen dự đoán mã hóa protein. Chức năng sinh học có khả năng được gán cho 2,120 (70%) protein dự đoán. Phù hợp với phân loại của L. plantarum là một vi khuẩn lactic acid dị dưỡng tùy nghi, bộ gen mã hóa toàn bộ các enzyme cần thiết cho con đường đường phân và con đường phosphoketolase, tất cả dường như thuộc lớp gen có tiềm năng biểu hiện cao trong sinh vật này, điều này rõ ràng từ chỉ số điều chỉnh codon của từng gen. Hơn nữa, L. plantarum mã hóa một tiềm năng khá lớn trong phân giải pyruvate, dẫn đến nhiều sản phẩm cuối của quá trình lên men. L. plantarum là một loài hiện diện trong nhiều môi trường sinh thái khác nhau, và hành vi linh hoạt và thích nghi này được phản ánh qua số lượng tương đối lớn của các chức năng điều tiết và vận chuyển, bao gồm 25 hệ thống vận chuyển đường PTS hoàn chỉnh. Hơn nữa, nhiễm sắc thể mã hóa >200 protein ngoại bào, nhiều trong số đó được dự đoán sẽ gắn với màng tế bào. Một tỷ lệ lớn các gen mã hóa vận chuyển và sử dụng đường, cũng như các gen mã hóa chức năng ngoại bào, dường như được tập trung trong một khu vực 600-kb gần vị trí khởi đầu sao chép. Nhiều gen trong số này hiển thị sự sai lệch trong thành phần nucleotide, phù hợp với nguồn gốc ngoại lai. Những phát hiện này đề nghị rằng các gen này, cung cấp một phần quan trọng cho sự tương tác của L. plantarum với môi trường, tạo nên một khu vực thích nghi lối sống trên nhiễm sắc thể.

Các cơ chế mà qua đó các dòng vi khuẩn probiotic cải thiện sức khỏe của cơ thể chủ yếu vẫn chưa được mô tả chi tiết. Trong nghiên cứu này, chúng tôi chỉ ra rằng Lactobacillus salivarius UCC118, một chủng vi khuẩn probiotic có khả năng chỉnh sửa di truyền, nguồn gốc từ con người và mới được giải mã trình tự, sản xuất một loại bacteriocin trong cơ thể sống có thể bảo vệ đáng kể chuột chống lại sự nhiễm trùng với mầm bệnh xâm nhập qua thực phẩm Listeria monocytogenes . Một đột biến ổn định của Lb. salivarius UCC118 không thể sản xuất bacteriocin Abp118 cũng không bảo vệ được chuột khỏi sự nhiễm trùng với hai chủng của L. monocytogenes , EGDe và LO28, khẳng định rằng việc sản xuất bacteriocin là yếu tố chính trong việc bảo vệ chống lại vi khuẩn này. Hơn nữa, Lb. salivarius UCC118 đã không mang lại bất kỳ sự bảo vệ nào khi chuột được nhiễm một chủng của L. monocytogenes biểu hiện protein miễn dịch tương ứng Abp118 AbpIM, khẳng định rằng tác dụng kháng khuẩn là kết quả của sự đối kháng trực tiếp giữa Lb. salivarius và mầm bệnh, được điều hòa bởi bacteriocin Abp118.

Kỹ thuật điện di gel gradient biến tính (DGGE) của các đoạn DNA được tạo ra bằng phản ứng chuỗi polymerase (PCR) với mồi chuyên biệt cho DNA ribosomal 16S được sử dụng để phát hiện vi khuẩn axit lactic (LAB) thuộc các chi Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc , và Weissella trong phân người. Phân tích mẫu phân từ bốn đối tượng cho thấy hồ sơ cá nhân của các đoạn DNA không chỉ xuất phát từ các loài đã được mô tả là cư dân ruột mà còn từ các vi khuẩn đặc trưng liên quan đến thực phẩm như Lactobacillus sakei, Lactobacillus curvatus, Leuconostoc mesenteroides , và Pediococcus pentosaceus . So sánh kết quả PCR-DGGE với kết quả nuôi cấy cho thấy các loài liên quan đến thực phẩm không thể được nuôi cấy từ các mẫu phân bằng cách cấy ra môi trường Rogosa. Mặt khác, tất cả các loài vi khuẩn LAB cấy từ phân đều được phát hiện trong hồ sơ DGGE. Chúng tôi cũng phát hiện thấy sự thay đổi trong các loại vi khuẩn LAB xuất hiện trong phân người trong quá trình tiêu thụ sản phẩm sữa chứa dòng probiotic Lactobacillus rhamnosus DR20. Phân tích mẫu phân từ hai đối tượng được lấy trước, trong, và sau khi sử dụng probiotic cho thấy L. rhamnosus có thể phát hiện được bằng PCR-DGGE trong giai đoạn thử nghiệm trong phân của cả hai đối tượng, trong khi nó chỉ có thể phát hiện được bằng nuôi cấy ở một đối tượng duy nhất.

Một mồi PCR đặc hiệu cho nhóm Lactobacillus , S-G-Lab-0677-a-A-17 đã được phát triển để khuếch đại có chọn lọc DNA ribosome 16S (rDNA) từ các vi khuẩn lactobacilli và nhóm vi khuẩn axit lactic liên quan, bao gồm các chi Leuconostoc , Pediococcus , và Weissella . Các amplicon được tạo ra bởi PCR từ nhiều mẫu đường tiêu hóa (GI), bao gồm cả những mẫu từ phân và manh tràng, chủ yếu cho kết quả là chuỗi giống Lactobacillus , trong đó khoảng 28% tương tự nhất với rDNA 16S của Lactobacillus ruminis . Hơn nữa, bốn chuỗi của loài Leuconostoc đã được tìm thấy mà cho đến nay chỉ được phát hiện trong những môi trường khác ngoài đường tiêu hóa, chẳng hạn như các sản phẩm thực phẩm lên men. Giá trị của mồi này được chứng minh thêm qua việc sử dụng PCR đặc hiệu cho Lactobacillus và phương pháp điện di gel gradient cắt chuỗi (DGGE) của amplicon rDNA 16S có nguồn gốc từ phân và manh tràng từ các nhóm tuổi khác nhau. Đã nghiên cứu được sự ổn định của cộng đồng vi khuẩn đường tiêu hóa trong các nhóm tuổi khác nhau qua các khoảng thời gian khác nhau. Cộng đồng Lactobacillus ở ba người lớn trong suốt một thời kỳ 2 năm cho thấy sự biến đổi về thành phần và sự ổn định tuỳ vào từng cá nhân, trong khi sự thay đổi kế thừa của cộng đồng Lactobacillus đã được quan sát thấy trong suốt 5 tháng đầu đời của trẻ sơ sinh. Hơn nữa, phương pháp PCR đặc hiệu và DGGE đã được thử nghiệm để nghiên cứu sự lưu giữ trong mẫu phân của một dòng Lactobacillus được đưa vào trong quá trình thử nghiệm lâm sàng. Kết luận, sự kết hợp của PCR đặc hiệu và phân tích DGGE của các amplicon rDNA 16S cho phép nhận diện sự đa dạng của các nhóm vi khuẩn quan trọng có mặt với số lượng nhỏ trong các hệ sinh thái cụ thể, chẳng hạn như lactobacilli trong đường tiêu hóa của con người.

Tế bào lympho nội biểu mô kép CD4⁺CD8αα⁺ (DP IELs) là một loại tế bào T ruột được phát hiện gần đây, được cho là tham gia vào nhiều phản ứng miễn dịch khác nhau, bao gồm việc dung nạp qua đường miệng. Những tế bào này vắng mặt ở chuột không có hệ vi sinh vật ruột, nhưng cơ chế thúc đẩy sự phát triển của chúng chưa được rõ ràng. Cervantes-Barragan et al. đã phát hiện rằng một loài lợi khuẩn nhất định, Lactobacillus reuteri, kích thích DP IELs. Điều này không diễn ra thông qua việc kích thích trực tiếp hệ miễn dịch. Thay vào đó, L. reuteri tạo ra một dẫn xuất cụ thể của tryptophan từ chế độ ăn uống, giúp thúc đẩy sự biệt hóa của tiền thân DP IELs. Những phát hiện này nhấn mạnh sự tương tác tinh tế giữa vi khuẩn lành tính, chế độ ăn và sức khỏe đường ruột.

Science, số này trang 806