title: The diversity and role of sulfite-reducing bacteria in the gut of mice and common marmosets
Creators: name: Ye, Huimin
Publisher: name: :none
Year: 2024

description: Sulfitreduzierende Bakterien (SRB) produzieren Schwefelwasserstoff (H2S), der ambivalente Auswirkungen auf die Gesundheit des Wirtes hat. Desulfovibrio-Arten und Bilophila wadsworthia sind gut untersuchte SRB im menschlichen Darm und wurden mit Darmgesundheit und -krankheiten in Verbindung gebracht. Die Vielfalt und die Rolle von SRB im Darm anderer Säugetiere wie Mäusen und nichtmenschlichen Primaten, die wichtige Tiermodelle für die Humanforschung sind, sind jedoch noch weitgehend unbekannt. Das Hauptziel meiner Forschung war es, unser Verständnis der Vielfalt und Rolle von SRB im Säugetierdarm zu verbessern, indem wir Next-Generation-Sequenzierung, Isolierung, Genomcharakterisierung und Identifizierung von Stoffwechselwegen durch Proteomik und Transkriptomik einsetzten. In der ersten Studie haben wir einen Taurin-responsiven Bakterienstamm LT0009 aus dem Mausdarm angereichert und isoliert. Dieses Bakterium stellt eine neue Gattung dar, die wir Taurinivorans muris genannt haben. Unsere Ergebnisse zeigen, dass T. muris einen anderen Taurin-Stoffwechsel hat als B. wadsworhia und Taurin über Sulfoacetaldehyd-Acetyltransferase (Xsc) als desulfonierendes Schlüsselenzym zu Acetat und H2S abbaut. Darüber hinaus bieten wir erste Einblicke in die schützende Rolle von T. muris gegen die Besiedlung mit Krankheitserregern. Anschließend untersuchten wir die SRB-Diversität in einer Kohorte von in Gefangenschaft lebenden Marmosetten (Callithrix jacchus) mit Hilfe von 16S rRNA und dissimilatorischer Sulfitreduktase dsrB-Genamplikonsequenzierung. Insbesondere identifizierten wir ein nicht kultiviertes Bakterium (dsrB OTU1) als vorherrschende SRB, mit einer geringeren Abundanz von Desulfovibrionaceae spp. im Darm von Marmosetten. Darüber hinaus wurden Faktoren untersucht, die mit der Varianz der Darmmikrobiota von in Gefangenschaft lebenden Seidenäffchen bei gleichem Ernährungsregime und kontrollierter Umgebung zusammenhängen. Insbesondere die Beta-Vielfalt der Mikrobiota von Seidenäffchen wurde von Alter, Geschlecht, Dominanzstatus und Persönlichkeitsmerkmalen beeinflusst, nicht aber von der Verwandtschaft. Insgesamt hat unsere Arbeit unser Wissen über SRB im Säugetierdarm und ihre möglichen Auswirkungen auf die Gesundheit des Wirts erweitert.
description: Sulfite-reducing bacteria (SRB) produce hydrogen sulfide (H2S), which has ambivalent impacts on host health. Desulfovibrio species and Bilophila wadsworthia are well-studied SRB in the human gut and have been linked to intestinal health and disease. However, the diversity and role of SRB in the gut of other mammals, such as mice and non-human primates, which are important animal models for human research, remain largely unknown. The primary goal of my research was to enhance our understanding of the diversity and role of SRB in the mammalian gut by employing next-generation sequencing, isolation, genome characterization, and pathway identification through proteomics and transcriptomics. In the first study, we enriched and isolated a taurine-respiring bacterium strain LT0009 from the mouse gut. This bacterium represents a new genus, which we have named Taurinivorans muris. Our results revealed that T. muris has a different taurine metabolism than B. wadsworhia and degrades taurine via sulfoacetaldehyde acetyltransferase (Xsc) as key desulfonating enzyme to acetate and H2S. We further provide initial insights into the protective role of T. muris against pathogen colonization. We then investigated the SRB diversity in a captive common marmoset (Callithrix jacchus) cohort using 16S rRNA and dissimilatory sulfite reductase dsrB gene amplicon sequencing. Notably, we identified an uncultured bacterium (dsrB OTU1) as the predominant SRB, with a lower abundance of Desulfovibrionaceae spp. in the marmoset gut. Moreover, factors associated with gut microbiota variance in captive marmosets under the same dietary regime and controlled environment have been examined. In particular, beta diversity of the microbiota in common marmosets was influenced by age, gender, dominance status, and personality traits but not by relatedness. Taken together, our work has broadened our knowledge of SRB in the mammalian gut and their potential impacts on host health.