【背景】隨著載人飛行時間的延長,微生物安全問題越來越凸顯。載人航天疾病譜顯示感染性疾病是航天員在軌常發(fā)的疾病之一,影響航天員健康。大腸桿菌是人體腸道存在的正常菌群,也是條件性致病菌,可引起感染性疾病,因此有必要分析研究太空環(huán)境對大腸桿菌代謝的影響�！灸康摹客ㄟ^"實踐十號"返回式科學實驗衛(wèi)星搭載大腸桿菌近地軌道飛行12 d后,分析鑒定大腸桿菌在太空環(huán)境下代謝水平的變化�！痉椒ā繎�(yīng)用非靶向代謝組學技術(shù)對衛(wèi)星搭載的大腸桿菌K12及地面同種對照組進行質(zhì)譜分析,通過主成分分析（PCA分析）和正交偏最小二乘判別分析（OPLS-DA分析）找出組間潛在的差異生物標志物。【結(jié)果】通過分析鑒定,共發(fā)現(xiàn)12種顯著差異生物標志物,其中搭載組11種參與能量代謝和甘油磷脂代謝的生物標志物含量上調(diào),1種脂肪酸含量下調(diào)。【結(jié)論】太空飛行可提高大腸桿菌能量代謝與甘油磷脂代謝水平,相關(guān)代謝產(chǎn)物的變化提示太空飛行可能會促進大腸桿菌增殖。 

【文章來源】：微生物學通報. 2019,46(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

正離子模式質(zhì)控樣本評估Figure1Qualitycontrolinpositiveionmode

2340微生物學通報Microbiol.ChinaTel:010-64807511;E-mail:tongbao@im.ac.cn;http://journals.im.ac.cn/wswxtbcn限定為模式1。對采集過程中得到的各種加合離子相關(guān)參數(shù)進行解卷積。運用Simca軟件對采集的離子數(shù)據(jù)進行PCA分析及OPLS-DA分析。1.6.6差異性代謝物的鑒定為尋找兩組間的差異生物標志物，本實驗采用OPLS-DA模型的變量重要性值(Variableimportanceintheprojection，VIP)(閾值>1)篩選出代謝物，并結(jié)合ANOVA分析的P值(P<0.05)來尋找顯著性差異生物標志物。差異生物標志物的定性方法為：搜索公共數(shù)據(jù)庫METLIN(https://metlin.scripps.edu)、ECMDB(http://www.ecmdb.ca)、LIPIDMAPS(https://www.lipidmaps.org)及KEGG(https://www.kegg.jp)，比較質(zhì)譜的質(zhì)荷比m/z或者精確分子質(zhì)量Mass，誤差限制0.01kD，并根據(jù)二級圖譜中特征碎片離子進行輔助定性鑒別，最后找出其可能的代謝途徑。2結(jié)果與分析2.1質(zhì)控評估結(jié)果采用無監(jiān)督技術(shù)PCA分析對質(zhì)控樣本進行分析。質(zhì)控樣本是相同的成分，若系統(tǒng)重復(fù)性好，質(zhì)控樣本應(yīng)該在PCA得分圖中聚在一起。在圖1、2中分別顯示了ESI反相色譜正離子、負離子分離的PCA得分圖，其中每組圖中橫坐標代表第一主成分，縱坐標代表第二主成分，橢圓內(nèi)代表主成分積分值95%可信區(qū)間范圍，其中qc(Quality圖1正離子模式質(zhì)控樣本評估Figure1Qualitycontrolinpositiveionmode圖2負離子模式質(zhì)控樣本評估Figure2Qualitycontrolinnegativeionmodecontrol)代表質(zhì)控樣本，Sample代表普通樣本。相對聚集在一起的qc樣品表明，系統(tǒng)重復(fù)性好，所采集的數(shù)據(jù)滿足質(zhì)控要求。2.2總離子流圖圖3、4依次為反相色譜正離子、負離子模式下的總離子流圖。每幅圖中的A圖為搭載組總離子

2342微生物學通報Microbiol.ChinaTel:010-64807511;E-mail:tongbao@im.ac.cn;http://journals.im.ac.cn/wswxtbcn圖5正離子模式PCA得分圖Figure5PCAscoresplotinpositiveionmode圖6負離子模式PCA得分圖Figure6PCAscoresplotinnegativeionmode圖7正離子模式OPLS-DA得分圖Figure7OPLS-DAscoresplotinpositiveionmode2.4潛在差異生物標志物鑒定分析通過對差異代謝物的定性共找出12種顯著差異生物標志物。其中，正離子模式下有5種，負離子模式下有7種，根據(jù)差異代謝物一二級質(zhì)譜信息代入公共數(shù)據(jù)庫中匹配其分子式及可能的代謝途圖8負離子模式OPLS-DA得分圖Figure8OPLS-DAscoresplotinnegativeionmode徑如表2所示。通過代謝物質(zhì)譜峰的峰面積(豐度)進行定量，如圖9所示，這12種細菌代謝物的水平發(fā)生了明顯改變，搭載組與地面對照組相比，除右-3-羥基-十八烷酸[(R)-3-Hydroxy-octadecanoicacid]代謝水平下調(diào)，其余11種生物標志物代謝水平均呈上調(diào)趨勢。3討論與結(jié)論在本研究中，如圖9所示，搭載組大腸桿菌與地面對照組相比，共發(fā)現(xiàn)了11種潛在生物標志物代謝上調(diào)，1種生物標志物代謝下調(diào)，整體代謝水平呈上調(diào)趨勢。在上調(diào)的11種生物標志物中，我們發(fā)現(xiàn)參與甘油磷脂代謝的5種溶血磷脂酰乙醇胺(LysoPE)和2種溶血磷脂酰膽堿(LysoPC)代謝上調(diào)，磷脂酰膽堿(Phosphatidylcholines，PC)和磷脂酰乙醇胺(Phosphatidylethanolamine，PE)是構(gòu)成生物細胞膜雙分子層的重要磷脂分子[8]，而LysoPE和LysoPC通常則是由PC和PE通過磷脂酶水解得到。LysoPE和LysoPC代謝上調(diào)表明搭載組大腸桿菌細胞膜磷脂代謝水平增加，潛在生物膜形成能力可能增加。我們課題組在模擬微重力條件下對大腸桿菌的研究中發(fā)現(xiàn)模

【參考文獻】：
期刊論文
[1]模擬失重對大腸桿菌K12基因表達及表型的影響[J]. 容丹,王佳平,王海立,高建義,韓延平,楊瑞馥,李勇枝.  微生物學通報. 2017(05)
[2]太空飛行對大腸桿菌生物學性狀影響的研究[J]. 張學林,謝瓊,劉長庭.  載人航天. 2015(02)
[3]泛酸的功能和生物合成[J]. 楊延輝,肖春玲.  生命的化學. 2008(04)



本文編號：3007119