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Elucidating the molecular mechanisms of prebiotic induced alterations in the gut microbiome
Deniz Inan
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molekulare Biologie
Betreuer*in
David Berry
DOI
10.25365/thesis.72831
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-26540.10831.656230-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Es ist bekannt, dass ein breites Spektrum an präbiotischen Verbindungen das Darmmikrobiom stimulieren kann. Hier haben wir die Wirkung der präbiotischen Verbindungen Xylooligosaccharide (XOS) und Laktulose auf einzelne Bakterien des menschlichen Darmmikrobioms untersucht und gleichzeitig grundlegende Methoden für die Untersuchung präbiotischer Auswirkungen bereitgestellt. Zunächst analysierten wir die Stoffwechselaktivität in Anwesenheit von XOS und Laktulose in menschlichen Fäkalproben von sechs verschiedenen Probanden, indem wir Raman-Mikrospektroskopie zusammen mit Deuterium-Isotopenmarkierung angewandt haben. Deuterium wird während der zellulären Biosynthese von hauptsächlich Lipiden in die Zellen eingebaut und ermöglicht daher die Analyse metabolisch aktiver Zellen. Dabei zeigte sich für alle Proben eine höhere Stoffwechselaktivität in Anwesenheit von XOS oder Laktulose im Vergleich zu nicht supplementierten Proben. Um einzelne Taxa zu identifizieren, die durch XOS oder Laktulose stimuliert werden, führten wir eine Raman-aktivierte Zellsortierung und Kultivierung durch. Die 16rRNA-Sequenzierung der isolierten Bakterien ergab, dass Taxa aus den Gattungen Bifidobacterium und Collinsella in der Lage waren, sowohl die Verbindung XOS als auch Laktulose zu metabolisieren. Außerdem konnten wir Taxa aus der Gattung Lactococcus als Laktulose Verwerter identifizieren. Weiters deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass in Gegenwart von Laktulose Cross-feeding stattfindet. Potenzielle sekundäre Laktulose Verwerter könnten Mitglieder der Gattung Adlercreutzia, Bacteroides und bestimmte Taxa von Collinsella sein.
Abstract
(Englisch)
A broad spectrum of prebiotic compounds has been shown to stimulate the intestinal microbiome. Here we elucidated the effect of the candidate prebiotics xylooligosaccharides (XOS) and lactulose on individual bacteria of the human gut microbiome, along with providing methods for the investigation of prebiotic compounds. First, we analysed the metabolic activity in the presence of XOS and lactulose in human faecal samples of 6 different donors by applying Raman microspectroscopy together with Deuterium-isotope labelling, which is incorporated into cells during cellular, but mainly lipid biosynthesis. This revealed higher metabolic activity in the presence of XOS or lactulose in comparison to no amended samples for all donors. To identify single taxa which respond to XOS or lactulose we performed Raman activated cell sorting and cultivation. 16S rRNA gene sequencing of isolated strains revealed that taxa from the genus Bifidobacterium and Collinsella were able to utilize the compound XOS, as well as lactulose. Additionally, we were able to identify taxa from the genus Lactococcus as lactulose utilizer. Our findings also indicate actions of cross-feeding in the presence of lactulose. Potential secondary degraders may be members of the genus Adlercreutzia, Bacteroides and specific species of Collinsella.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Darmmikrobiom Prebiotika XOS Lactulose Raman-Spektroskopie
Schlagwörter
(Englisch)
gut microbiome prebiotics XOS lactulose Raman microspectroscopy
Autor*innen
Deniz Inan
Haupttitel (Englisch)
Elucidating the molecular mechanisms of prebiotic induced alterations in the gut microbiome
Paralleltitel (Deutsch)
Aufklärung der molekularen Mechanismen präbiotisch bedingter Veränderungen im Darmmikrobiom
Publikationsjahr
2022
Umfangsangabe
60 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
David Berry
Klassifikationen
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
42 Biologie > 42.30 Mikrobiologie
AC Nummer
AC16716996
Utheses ID
65521
Studienkennzahl
UA | 066 | 834 | |