宏转录组学揭示细菌基因昼夜功能转换及其代谢调控机制

来自Flores Ramos团队的研究人员通过宏转录组学技术，揭示了高脂饮食与限时喂养(TRF)下小鼠肠道微生物的昼夜转录动态，发现Dubosiella newyorkensis胆汁盐水解酶(DnBSH1)具有时间依赖性表达特征。将该基因工程化导入大肠杆菌后显著改善小鼠葡萄糖代谢并降低体脂率，为微生物-宿主代谢互作研究提供了新范式。

　　

昼夜节律对维持肠道完整性、生物钟系统及代谢稳态具有关键作用。本研究通过对比高脂饮食与限时喂养(TRF)条件下小鼠盲肠的宏基因组和宏转录组数据，首次揭示TRF能恢复被高脂饮食破坏的微生物转录节律——这种功能层面的动态变化是传统宏基因组学无法捕捉的。特别值得注意的是，Dubosiella newyorkensis菌株的胆汁盐水解酶基因(bsh1)在TRF组呈现独特的昼夜表达模式。

研究人员将该基因与其它候选基因导入大肠杆菌工程菌株，发现不同bsh在胆汁酸去结合化与酰胺化活性上存在显著差异。动物实验证实，表达DnBSH1的工程菌能显著提升小鼠胰岛素敏感性、葡萄糖耐受性并改善体成分，这为解释TRF的代谢益处提供了直接证据。该研究开创性地将宏转录组学分析与合成生物学手段结合，为挖掘具有时相特异性的微生物功能元件建立了新范式。