Gut microbes supply the human body

Gut microbes supply the human body with energy from dietary polysaccharides through carbohydrate active enzymes, or CAZymes1, which are absent in the human genome. These enzymes target polysaccharides from terrestrial plants that dominated diet throughout human evolution2. The array of CAZymes in gut microbes is highly diverse, exemplified by the human gut symbiont Bacteroides thetaiotaomicron 3, which contains 261 glycoside hydrolases and polysaccharide lyases, as well as 208 homologues of susC and susD-genes coding for two outer membrane proteins involved in starch utilization1, 4. A fundamental question that, to our knowledge, has yet to be addressed is how this diversity evolved by acquiring new genes from microbes living outside the gut. Here we characterize the first porphyranases from a member of the marine Bacteroidetes, Zobellia galactanivorans, active on the sulphated polysaccharide porphyran from marine red algae of the genus Porphyra. Furthermore, we show that genes coding for these porphyranases, agarases and associated proteins have been transferred to the gut bacterium Bacteroides plebeius isolated from Japanese individuals5. Our comparative gut metagenome analyses show that porphyranases and agarases are frequent in the Japanese population6 and that they are absent in metagenome data7 from North American individuals. Seaweeds make an important contribution to the daily diet in Japan (14.2 g per person per day)8, and Porphyra spp. (nori) is the most important nutritional seaweed, traditionally used to prepare sushi9, 10. This indicates that seaweeds with associated marine bacteria may have been the route by which these novel CAZymes were acquired in human gut bacteria, and that contact with non-sterile food may be a general factor in CAZyme diversity in human gut microbes.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ร่างกายมนุษย์ มีพลังงานจาก polysaccharides อาหารคาร์โบไฮเดรตเอนไซม์ใช้งาน หรือ CAZymes1 การจัดหาจุลินทรีย์ในลำไส้ซึ่งเป็นที่ขาดในกลุ่มมนุษย์ เอนไซม์เหล่านี้เป้าหมาย polysaccharides จากพืชบกทั้งหลายที่ครอบงำอาหารตลอด evolution2 มนุษย์ อาร์เรย์ของ CAZymes ในจุลินทรีย์ในลำไส้ได้มาย exemplified โดยลำไส้มนุษย์ symbiont Bacteroides thetaiotaomicron 3 ซึ่งประกอบด้วย 261 glycoside hydrolases และ polysaccharide lyases ตลอดจน 208 homologues susC และ susD-ยีนรหัสสำหรับโปรตีนเมมเบรนนอกสองเกี่ยวข้องกับแป้ง utilization1, 4 คำถามพื้นฐานที่ ความรู้ของเรา ยังไม่ได้ให้ความสนใจ เป็นวิธีพัฒนาความหลากหลายนี้ โดยได้รับยีนใหม่จากจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่นอกลำไส้ ที่นี่เรากำหนดลักษณะ porphyranases แรกจากสมาชิกของมารี Bacteroidetes, Zobellia galactanivorans, porphyran sulphated polysaccharide จากทะเลสาหร่ายสีแดงสกุล Porphyra ของใช้งาน นอกจากนี้ เราแสดงว่า ยีนรหัสสำหรับเหล่านี้ porphyranases, agarases และโปรตีนที่เกี่ยวข้องลง plebeius Bacteroides แบคทีเรียลำไส้ที่แยกต่างหากจากญี่ปุ่น individuals5 ของลำไส้เปรียบเทียบ metagenome วิเคราะห์แสดง porphyranases และ agarases ใช้บ่อยใน population6 ญี่ปุ่น และที่จะขาดงานใน data7 metagenome จากอเมริกาเหนือบุคคล สาหร่ายทะเลทำให้มีส่วนร่วมเพื่อเป็นอาหารประจำวันในญี่ปุ่น (14.2 ล้านกรัมต่อคนต่อวัน) 8 และโอ Porphyra (ทอดกรอบ) เป็นสำคัญทางโภชนาการสาหร่าย ซึ่งใช้ในการเตรียม sushi9, 10 บ่งชี้ว่า seaweeds กับแบคทีเรียทะเลเกี่ยวข้องอาจมีกระบวนการที่ CAZymes นวนิยายเหล่านี้ได้รับมาในแบคทีเรียลำไส้มนุษย์ และที่ติดต่อ ด้วยไม่ใช่ใส่อาหารอาจเป็นปัจจัยทั่วไปในความหลากหลาย CAZyme ในลำไส้มนุษย์จุลินทรีย์

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

จุลินทรีย์ Gut จัดหาร่างกายมนุษย์ด้วยพลังงานจากสารอาหารที่ผ่านการใช้งานเอนไซม์คาร์โบไฮเดรตหรือ CAZymes1 ที่มีอยู่ในจีโนมมนุษย์ เอนไซม์เหล่านี้กำหนดเป้​​าหมาย polysaccharides จากพืชบกที่ครองอาหารทั่ว evolution2 มนุษย์ อาร์เรย์ของ CAZymes ในจุลินทรีย์ในลำไส้มีความหลากหลายอย่างมากสุดขั้วโดยลำไส้ของมนุษย์ symbiont Bacteroides thetaiotaomicron 3 ซึ่งมี 261 hydrolases glycoside และ lyases polysaccharide เช่นเดียวกับ 208 homologues ของ susC และ susD-ยีนเข้ารหัสสำหรับสองโปรตีนเยื่อหุ้มชั้นนอกมีส่วนร่วมในแป้ง utilization1 4. คำถามพื้นฐานที่เพื่อความรู้ของเรายังไม่ได้รับการแก้ไขเป็นวิธีการที่หลากหลายนี้การพัฒนาโดยการซื้อยีนใหม่จากจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่นอกลำไส้ ที่นี่เราลักษณะ porphyranases แรกจากการเป็นสมาชิกของ Bacteroidetes ทะเล Zobellia galactanivorans, ปราดเปรียวใน porphyran polysaccharide sulphated จากสาหร่ายทะเลสีแดงของพืชและสัตว์ Porphyra นอกจากนี้เราแสดงให้เห็นว่าการเข้ารหัสยีนเหล่านี้ porphyranases, agarases และโปรตีนที่เกี่ยวข้องได้รับการถ่ายโอนไปยังแบคทีเรียลำไส้ Bacteroides plebeius ที่แยกได้จาก individuals5 ญี่ปุ่น metagenome ลำไส้ของเราเปรียบเทียบการวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่า porphyranases และ agarases เป็นประจำใน population6 ญี่ปุ่นและว่าพวกเขาจะไม่อยู่ใน metagenome data7 จากบุคคลในทวีปอเมริกาเหนือ สาหร่ายทะเลมีบทบาทสำคัญต่อชีวิตประจำวันในการรับประทานอาหารญี่ปุ่น (14.2 กรัมต่อคนต่อวัน) 8 และเอสพีพี Porphyra (โนริ) เป็นสาหร่ายทะเลทางโภชนาการที่สำคัญที่สุดประเพณีที่ใช้เพื่อเตรียมความพร้อม sushi9 10 นี้บ่งชี้ว่าสาหร่ายทะเลที่มีเชื้อแบคทีเรียที่เกี่ยวข้องอาจจะเป็นเส้นทางที่ CAZymes นวนิยายเหล่านี้ได้มาจากแบคทีเรียในลำไส้ของมนุษย์และการติดต่อกับที่ไม่ผ่านการฆ่าเชื้อที่ อาหารอาจจะเป็นปัจจัยในความหลากหลาย CAZyme จุลินทรีย์ในลำไส้ของมนุษย์

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

จุลินทรีย์ดีจัดหาร่างกายด้วยพลังงานจากอาหารคาร์โบไฮเดรตที่ใช้งานโดยผ่านเอนไซม์ หรือ cazymes1 ซึ่งไม่อยู่ในจีโนมมนุษย์ โพลีแซคคาไรด์จากพืชเอนไซม์เหล่านี้เป้าหมายภาคพื้นดินที่โดดเด่นอาหารตลอด evolution2 มนุษย์ อาร์เรย์ของ cazymes ในจุลินทรีย์ไส้มีความหลากหลายสูง ขั้วโดยมนุษย์ดี symbiont bacteroides thetaiotaomicron 3ซึ่งประกอบด้วยโพลีแซคคาไรด์ ไกลโคไซด์ไฮโดรเลส 261 และ lyases เช่นเดียวกับ 208 ในของ susc susd ยีนและโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการเข้ารหัสสองผิวนอกใน utilization1 แป้ง 4 . พื้นฐานคำถามเพื่อความรู้ของเรายังต้อง addressed เป็นวิธีการที่หลากหลายนี้พัฒนาโดยรับยีนใหม่จากจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่นอกไส้ที่นี่เราจะอธิบาย porphyranases ครั้งแรกจากสมาชิกของ bacteroidetes ทางทะเล zobellia galactanivorans ปราดเปรียวบน sulphated พอลิแซ็กคาไรด์จากสาหร่ายทะเลสีแดงของพอร์ไฟแรนสกุล . . นอกจากนี้เราพบว่ายีนการเข้ารหัสสำหรับ porphyranases เหล่านี้agarases และโปรตีนที่เกี่ยวข้องได้รับการโอนไปยังลำไส้แบคทีเรียที่แยกได้จาก bacteroides plebeius individuals5 ญี่ปุ่น การวิเคราะห์ของเราแสดงให้เห็นว่า porphyranases metagenome อุทรเปรียบเทียบและ population6 agarases บ่อยในญี่ปุ่น และว่าพวกเขาจะไม่อยู่ใน metagenome data7 จากบุคคลอเมริกันเหนือเพื่อให้ที่สำคัญมีส่วนร่วมในอาหารทุกวัน ในญี่ปุ่น ( 14.2  กรัมต่อคนต่อวัน ) 8 และ . . ( โนริ ) เป็นสาหร่ายโภชนาการที่สำคัญที่สุด ใช้ผ้าที่เตรียม sushi9 10 พบว่าสาหร่ายที่ทะเลแบคทีเรียจะเป็นเส้นทางที่ cazymes นวนิยายเหล่านี้ได้มาในแบคทีเรียที่ลำไส้ของมนุษย์และที่ติดต่อที่ไม่ผ่านการฆ่าเชื้ออาหารอาจเป็นปัจจัยทั่วไปใน cazyme ความหลากหลายของจุลินทรีย์ไส้มนุษย์