npj Sci. Food -敲除腺嘌呤甲基化基因可提升副干酪乳杆菌的抗冻干能力与储存稳定性

时间：2025-06-10 来源：本站作者：本站浏览次数：737

图1 L. paracasei Zhang ΔpglX突变株与野生株在贮藏30天和60天时磷酸转移酶系统（PTS）的蛋白质和基因表达变化

在食品工业领域，冷冻干燥是制备发酵剂常用的一种经济高效的方法。但冰晶形成等物理压力会对细胞造成损害，且贮藏期间，细胞膜因其自身物理特性和脂质组织特点也易受到损伤。目前业界采取添加保护剂、优化加工和储存条件等诸多策略来解决这一问题，而通过表观遗传修饰来改善发酵剂储存特性的研究相对较少。近期，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文羿教授在《npj Science of Food》发表最新研究成果。该研究通过多组学联合分析对Lacticaseibacillus paracasei Zhang 敲除甲基转移酶基因（pglX）突变株与野生型进行比较，揭示了细菌腺嘌呤甲基化修饰对乳酸菌冷冻干燥抗逆性的调控机制。这一发现为提升发酵剂在冷冻干燥及贮藏过程中的稳定性提供了新的研究思路。

内容要点

1. 与野生型相比，冻干后的L. paracasei Zhang ΔpglX 活菌数和存活率明显提升，表明敲除腺嘌呤甲基化基因显著提高了L. paracasei Zhang冷冻干燥后的细胞活力；

2. L. paracasei Zhang ΔpglX 突变株在贮藏30天和60天分别鉴定出215个和143个差异表达基因（DEGs），其中114个基因在两个时间点表现出一致的表达趋势。进一步KEGG富集分析显示，磷酸转移酶系统（PTS）和脂肪酸生物合成通路在贮藏期间持续激活；

3. L. paracasei Zhang ΔpglX 突变株在贮藏30天和60天分别检测到243个和234个差异表达蛋白（DEPs），其中180个蛋白在两个时间点表达趋势一致。KEGG功能注释显示，PTS系统转运蛋白亚基和脂肪酸合成关键酶的表达显著上调；

4. L. paracasei Zhang ΔpglX突变株在贮藏60天后，肉豆蔻酸（C14:0）、棕榈油酸（C16:1）、反式油酸（C18:1n9t）、异油酸（C18:1n11t）和油酸（C18:1n9c）含量显著增加，表明该菌株通过增加不饱和脂肪酸合成，增强了细胞膜的稳定性；

5. 能量代谢方面，木酮糖-5-磷酸、乙酰辅酶A等11种代谢物水平升高，谷氨酰胺等8种代谢物含量减少，KEGG富集分析表明，糖酵解途径（EMP）与磷酸戊糖途径（PPP）活性增强，并且通过磷酸转移酶系统（PTS）的协同作用提升菌株的抗逆性。

本研究通过比较Lacticaseibacillus paracasei Zhang 野生株以及pglX 突变株，系统解析了腺嘌呤去甲基化在提升菌株抗逆性中的调控机制。通过转录组-蛋白组-代谢组多组学联合分析，揭示了贮藏后的突变体与野生型细菌之间在磷酸转移酶系统、碳水化合物与氨基酸代谢以及脂肪酸生物合成中存在显著的代谢通路差异，为细菌腺嘌呤甲基化在工业菌株应用和菌种保存中的作用提供了新的数据支撑。

第一作者：乔慧、游明坤

通讯作者：张文羿教授

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41538-025-00409-8

原文题目：《Abrogating the adenine methylation ability of Lacticaseibacillus paracasei improves its freeze-drying and storage resistance》

供稿：乔慧

编辑：孙雅如

审核：九卿臣

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