Prosci-Lab | Front. Microbiol-干酪乳酪杆菌Zhang的VBNC态转录组学研究

在恶劣的环境条件下，某些乳酸菌会过渡到可存活但不可培养（viable but non- culable, VBNC）状态，以最大限度地提高其存活率。进入VBNC状态后，细菌细胞维持最低限度的代谢活动。目前，对食品细菌的VBNC状态的研究较少，特别是对作为发酵菌和功能食品的益生菌的研究。近日，内蒙古农业大学乳品生物技术与工程教育部重点实验室张和平团队在《Frontiers in Microbiology》（IF：5.2）发表最新研究。该研究利用低温诱导干酪乳酪杆菌Zhang（Lacticaseibacillus casei Zhang，LCZ）进入VBNC状态，并利用RNA-seq技术监测诱导过程中细菌基因表达的转录组变化，最后利用GO和KEGG数据库对健康细胞和VBNC诱导不同阶段收集的差异表达基因（DEGs）进行注释。该研究提供了LCZ向VBNC状态过渡过程中的分子调控的初步数据，为乳制品益生菌的VBNC状态的生理学研究提供了有价值的见解。 

内容要点

1. LCZ长期处于低温和酸性条件下，可以进入VBNC状态；

2. 在诱导0、3、30和180天以及细胞进入VBNC状态210天的五个阶段收集细胞进行分析，发现在这五个阶段分别有2,617、2,642、2,577、2,829和2,840个基因的表达发生了改变;

3. 在进入VBNC状态的细胞中共鉴定出10个DEG，其中5个持续上调（LCAZH_0621、LCAZH_1986、LCAZH_2038、LCAZH_2040和lcazh__2174）， 5个持续下调（LCAZH_0024、LCAZH_0210、LCAZH_0339、LCAZH_0621和LCAZH_0754），这些上调的DEG涉及碱基切除修复、PTS、淀粉和蔗糖代谢途径，下调的DEG涉及ABC转运蛋白和分解代谢控制蛋白A。推测这些基因的调控与细胞进入VBNC状态有关，细胞必须采用低代谢模式，细胞活性最低，底物利用率最高，以最大限度地提高其存活率。

小菌君读后感

本研究提出了干酪乳酪杆菌Zhang的VBNC机制的分子模型，强调细胞代谢的变化提高了底物的利用效率，从而提高了细菌在不利条件下的存活率。这些数据可能有助于提高工业食品加工中益生菌的存活率，为其在食品行业的生产应用提供有意义的参考。

第一作者：包秋华，马学波

通讯作者：陈永福，郭丽茹

原文链接：https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1280350