bifidobacterium mongolienseゲノムは、抗リウレント代謝産物の産生につながる牛乳オリゴ糖の消化に特に適応しているようです

背景：母乳オリゴ糖（HMO）は、ビフィドバクテリアの成長を促進し、幼い子供の健康を改善する可能性があります。さらに、ビフィドバクテリアによる炭水化物の発酵は、腸内病原体に対する抗誘発活性を示す代謝物の産生をもたらす可能性があります。HMOに構造的に類似したウシ乳オリゴ糖（BMO）は、牛のホエイの高濃度で見られます。これは、3'-サリルラクトース（3'SL）で特に観察されます。この研究は、B。crudilactisおよびB. Mongolienseゲノムに含まれるHMO/BMO代謝に関与する酵素と輸送システムに焦点を当てていました。B. MongolienseがWheyまたは3'SLを補完するメディアで成長する能力を評価しました。次に、無細胞使用済み培地（CFSM）の効果は、大腸菌O157：H7およびサルモネラenterica血清型Typhimuriumの病原性発現に対してテストされました。 結果：β-ガラクトシダーゼ、β-ヘキソサミニダーゼ、α-シアリダーゼ、およびα-フコシダーゼをコードする遺伝子の存在により、B。mongolienseは、B。crudilactisよりもBMO/HMOのより洗練され、より洗練されたより洗練されたより洗練されたゲノムを提示します（β-ガラクトシダーゼのみが含まれます）。さらに、HMO/BMO消化には、B。mongolienseで見つかったがB. crudilactisでは見られないオリゴ糖輸送システムをコードする遺伝子が含まれます。B.モンゴルエンスは、炭素の主な供給源としてホエイまたは3'SLを補充したメディアで成長することができたようでした（それぞれ8.3±1.0および6.7±0.3 log CFU/ml）。ホエイから得られたCFSMは、大腸菌O157：H7のLER、FLIC、LUXS、STX1、およびQSEA遺伝子の有意な過少発現をもたらしました（それぞれ-2.2、-5.3、-2.4、-2.5、および-4.8）。3'SLからのCFSMは、LUXS（2.0; P <0.05）遺伝子の有意なアップレギュレーションとFLICのダウンレギュレーション（-5.0; P <0.05）遺伝子をもたらしました。ホエイから得られたCFSMは、S。typhimuriumのSOPDおよびHIL遺伝子（それぞれ2.9および3.5; p <0.05）の有意なアップレギュレーションをもたらしましたが、CFSMは3'SL発酵のダウンレギュレーションHILおよびSOPD遺伝子から得られました（-2.7および-4.2、p <0.05）。 結論：B。Mongolienseのゲノムで強調された酵素とトランスポーターから、3'SLとWheyを代謝する潜在的な能力から、B。MongolienseはHMO/BMOを消化できるようです。CFSMに含まれる代謝物の正確な性質は、まだ特定する必要があります。これらの結果は、B。mongolienseに関連するBMOが、幼い子供の腸の健康を維持または回復するための興味深いシンバイオティクス定式化である可能性があることを示唆しています。

BACKGROUND: Human milk oligosaccharides (HMO) could promote the growth of bifidobacteria, improving young children's health. In addition, fermentation of carbohydrates by bifidobacteria can result in the production of metabolites presenting an antivirulent activity against intestinal pathogens. Bovine milk oligosaccharides (BMO), structurally similar to HMO, are found at high concentration in cow whey. This is particularly observed for 3'-sialyllactose (3'SL). This study focused on enzymes and transport systems involved in HMO/BMO metabolism contained in B. crudilactis and B. mongoliense genomes, two species from bovine milk origin. The ability of B. mongoliense to grow in media supplemented with whey or 3'SL was assessed. Next, the effects of cell-free spent media (CFSM) were tested against the virulence expression of Escherichia coli O157:H7 and Salmonella enterica serovar Typhimurium. RESULTS: Due to the presence of genes encoding β-galactosidases, β-hexosaminidases, α-sialidases and α-fucosidases, B. mongoliense presents a genome more sophisticated and more adapted to the digestion of BMO/HMO than B. crudilactis (which contains only β-galactosidases). In addition, HMO/BMO digestion involves genes encoding oligosaccharide transport systems found in B. mongoliense but not in B. crudilactis. B. mongoliense seemed able to grow on media supplemented with whey or 3'SL as main source of carbon (8.3 ± 1.0 and 6.7 ± 0.3 log cfu/mL, respectively). CFSM obtained from whey resulted in a significant under-expression of ler, fliC, luxS, stx1 and qseA genes (- 2.2, - 5.3, - 2.4, - 2.5 and - 4.8, respectively; P < 0.05) of E. coli O157:H7. CFSM from 3'SL resulted in a significant up-regulation of luxS (2.0; P < 0.05) gene and a down-regulation of fliC (- 5.0; P < 0.05) gene. CFSM obtained from whey resulted in significant up-regulations of sopD and hil genes (2.9 and 3.5, respectively; P < 0.05) of S. Typhimurium, while CFSM obtained from 3'SL fermentation down-regulated hil and sopD genes (- 2.7 and - 4.2, respectively; P < 0.05). CONCLUSION: From enzymes and transporters highlighted in the genome of B. mongoliense and its potential ability to metabolise 3'SL and whey, B. mongoliense seems well able to digest HMO/BMO. The exact nature of the metabolites contained in CFSM has to be identified still. These results suggest that BMO associated with B. mongoliense could be an interesting synbiotic formulation to maintain or restore intestinal health of young children.