Die Kultivierung von ‚unkultivierbaren‘ menschlichen Mikrobiota enthüllt neuartige Taxa und umfangreiche Sporulation

Unsere intestinale Mikrobiota beherbergt eine vielfältige bakterielle Gemeinschaft, die für unsere Gesundheit, Ernährung und unser Wohlbefinden erforderlich ist. Die intestinale Besiedlung beginnt bei der Geburt und kulminiert in der Akquisition von zwei dominanten Gruppen von strikten anaeroben Bakterien, die zu den Phyla Firmicutes und Bacteroidetes gehören. Kulturunabhängige, genomische Ansätze haben unser Verständnis der Rolle des menschlichen Mikrobioms in der Gesundheit und vielen Krankheiten revolutioniert. Aufgrund der vorherrschenden Wahrnehmung, dass unsere einheimischen Bakterien weitgehend resistent gegen Kultivierung sind, bleiben viele ihrer Funktionen und Phänotypen unbekannt. Hier beschreiben wir einen neuartigen Workflow, der auf gezieltem phänotypischem Kultivieren basiert, verbunden mit großangelegtem Whole-Genome-Sequencing, phylogenetischer Analyse und computergestützter Modellierung, der zeigt, dass ein erheblicher Teil der intestinalen Bakterien kultivierbar ist. Indem wir diesen Ansatz bei gesunden Individuen anwenden, isolierten wir 137 bakterielle Arten aus charakterisierten und potenziell neuartigen Familien, Gattungen und Arten, die als reine Kulturen archiviert wurden. Whole-Genome- und Metagenom-Sequenzierung, kombiniert mit computergestützter und phänotypischer Analyse, deutet darauf hin, dass mindestens 50-60 % der bakteriellen Gattungen aus der intestinalen Mikrobiota eines gesunden Individuums resistente Sporen produzieren, die für die Übertragung zwischen Wirten spezialisiert sind. Unser Ansatz erschließt die menschliche intestinale Mikrobiota für phänotypische Analysen und zeigt, wie ein erheblicher Anteil der sauerstoffempfindlichen intestinalen Bakterien zwischen Individuen übertragen werden kann, was die Erblichkeit der Mikrobiota beeinflusst.