通过对宏基因组学、代谢组学以及基于培养的检测方法的综合分析，揭示了肠道微生物群在猫科动物中的功能作用

《npj Biofilms and Microbiomes》：Integrated analyses of metagenomics, metabolomics and culture-based assays reveal functional roles of gut microbiota in Felidae

　　

摘要

食肉动物肠道微生物群的功能作用至今仍不甚明了。在此，我们结合了宏基因组学、代谢组学、蛋白质组学以及基于培养的功能检测方法，来研究14种圈养猫科动物的肠道微生物群的代谢潜力。比较宏基因组学分析表明，猫科动物的肠道微生物组与非猫科动物存在差异，且反映了其食肉动物的饮食特征。在属水平上，核心微生物群以Clostridium、Collinsella和Bacteroides为主，这些微生物在碳水化合物和氨基酸代谢方面具有较高的功能活性。在219个重建的宏基因组组装基因组中，有27个被认定为包含蛋白酶和脂肪酶编码基因的核心基因组，其中以ATP依赖性的Clp蛋白酶为主，而与氨基酸代谢相关的KEGG同源基因则较为丰富。粪便代谢组学分析发现了猫科动物物种间共有的1316种代谢物，KEGG分析显示这些代谢物参与氨基酸和脂质代谢，且在蛋白质消化吸收途径中尤为丰富。与氨基酸和脂质相关的代谢物与核心基因组的相对丰度存在关联。基于培养的检测结果显示，各类分离菌株均具有蛋白水解和脂肪水解活性，这一结论也得到了蛋白质组学中关于ATP依赖性蛋白酶占主导地位的证据支持。使用代表性分离菌株进行体外发酵后，产生的代谢物以脂肪酸为主，这与粪便代谢组学分析结果一致。综上所述，我们的研究结果表明，猫科动物的肠道微生物群在食肉动物的氨基酸代谢中起着关键作用。