科研| Nature Communications：豬腸道微生物組中獲得的微生物基因和宏基因組組裝基因組擴展基因集
本文R.A Uyghurii編譯
江西農(nóng)業(yè)大學(xué)豬遺傳改良與生產(chǎn)技術(shù)國家重點實驗室Lusheng Huang(黃路生院士)等人于2021年2月17日在Nature Communications發(fā)表題為《Expanded catalog of microbial genes and metagenome-assembled genomes from the pig gut microbiome》的文章，本研究中，通過對來自不同年齡，性別，品種，地理區(qū)域，馴養(yǎng)和腸道位置的多種樣本來源中的500種樣本進(jìn)行測序來復(fù)現(xiàn)豬腸道微生物組的宏基因組組裝基因組（metagenome-assembled genomes，MAGs），構(gòu)建了一個完整的基因集（gene catalog）。使用當(dāng)前的基因目集和MAG，確定了野豬和商品杜洛克豬（commercial Duroc pigs）腸道微生物組之間的菌株水平差異。豬綜合基因集（pig integrated gene catalog，PIGC）和MAGs為豬腸道微生物組相關(guān)研究提供了更為豐富的資源。
摘要：腸道菌群在豬的健康和生產(chǎn)中起著重要作用。但是，大多數(shù)豬腸道微生物的測序基因組和功能信息的可用性仍然有限。在本研究中，作者對豬腸道微生物組進(jìn)行了探索，通過深度宏基因組測序跨越了廣泛的樣本來源，形成了名為豬整合基因集（pig integrated gene catalog，PIGC）的擴展基因集，其中包含來自787個腸道元基因組的17,237,052個完整基因，其蛋白質(zhì)同一性達(dá)90％，其中28％是未知蛋白質(zhì)。使用分箱分析，獲得了6339個宏基因組組裝基因組（metagenome-assembled genomes，MAG），它們被聚類到2673個物種水平的基因組分箱（species-level genome bins，SGB），其中基于當(dāng)前數(shù)據(jù)庫（2309）未知86％個SGB。使用當(dāng)前的基因集和MAG數(shù)據(jù)，作者確定了野豬和商品杜洛克豬腸道微生物組之間的幾個菌株水平差異。PIGC和MAGs為豬腸道微生物組相關(guān)研究提供了更豐富的資源。
原名：Expanded catalog of microbial genes and metagenome-assembled genomes from the pig gut microbiome
譯名：豬腸道微生物組中獲得的微生物基因和宏基因組擴展基因集
期刊：Nature Communications
IF：12.12
發(fā)表時間：2021.2.17
通訊作者：Lusheng Huang (黃路生院士)
通訊作者單位：江西農(nóng)業(yè)大學(xué)豬遺傳改良與生產(chǎn)技術(shù)國家重點實驗室
DOI號：10.1038/s41467-021-21295-0
原文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-021-21295-0
科研| Nature Communications：胃腸道微生物組成可預(yù)測結(jié)核病治療期間的外周炎癥狀態(tài)
本文由茗溪編譯
美國威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院的Michael S. Glickman和美國馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院Vanni Bucci等人于2021年2月18日在Nature Communications發(fā)表題為《Gastrointestinal microbiota composition predicts peripheral inflammatory state during treatment of human tuberculosis》的文章，該文章結(jié)合了2項關(guān)于結(jié)核病 (TB) 治療縱向和1項關(guān)于健康對照組的橫向研究，分別收集了糞便樣本、唾液樣本和外周血樣本用于微生物組分析、測定結(jié)核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis, Mtb) 細(xì)菌載量和轉(zhuǎn)錄組分析。盡管與活動性結(jié)核患者相比，炎癥通路的外周水平降低，可是能夠再次觀察到梭狀芽胞桿菌豐度增加與促炎癥通路表達(dá)的減少有關(guān)這一結(jié)果可以證明：微生物組組成決定了全體性炎癥的基調(diào)，無論是在疾病狀態(tài)還是在穩(wěn)態(tài)條件下。此外，這與之前在人類和動物中的發(fā)現(xiàn)一致，梭狀芽胞桿菌與誘導(dǎo)抗炎有關(guān)。本論文數(shù)據(jù)可能有助于將測試微生物組監(jiān)測作為結(jié)核病治療結(jié)果預(yù)測因素的試驗，或者有助于理解治療結(jié)果的個體間異質(zhì)性。雖然本研究還存在局限性，對沒有目標(biāo)條件但患有其他疾病的人進(jìn)行簽名驗證，可能會比其他健康的人更容易產(chǎn)生假陽性結(jié)果。因此，未來的工作將致力于揭示新獨立結(jié)核病治療隊列中確定的關(guān)系。
摘要：胃腸道微生物群的組成影響系統(tǒng)免疫反應(yīng)，但這如何影響感染性疾病的發(fā)病機制和抗生素治療結(jié)果還不清楚。由于很難分離抗生素誘導(dǎo)的病原體清除和微生物組改變的免疫作用，這個問題很少在人類中進(jìn)行研究。在本研究中，我們分析了2項關(guān)于結(jié)核病 (TB) 治療的縱向研究 (35人和20人) 和1項來自55名健康對照組數(shù)據(jù)的橫向研究，收集了用于微生物組分析的糞便樣本、用于測定結(jié)核分枝桿菌 (Mycobacterium tuberculosis, Mtb) 細(xì)菌載量的唾液樣本和用于轉(zhuǎn)錄組分析的外周血樣本。本研究還通過比較標(biāo)準(zhǔn)結(jié)核病 (TB) 治療和不減少結(jié)核桿菌 (Mtb) 載量的實驗性結(jié)核病治療，將微生物組效應(yīng)從病原體滅菌中分離出來。隨機森林回歸對兩個縱向數(shù)據(jù)集的微生物組-轉(zhuǎn)錄組-唾液數(shù)據(jù)顯示，結(jié)核病炎癥狀態(tài)的重新正態(tài)化與Mtb病原體清除、簇IV和XIVa梭菌Clostridia豐度增加、桿菌Bacilli 和變形菌Proteobacteria豐度減少有關(guān)。在健康個體的獨立隊列中，我們發(fā)現(xiàn)了將機器學(xué)習(xí)應(yīng)用于外周基因表達(dá)和微生物群分析的類似關(guān)聯(lián)。我們的發(fā)現(xiàn)表明抗誘導(dǎo)相關(guān)的病原體負(fù)擔(dān)減少和微生物組的變化是獨立于治療誘導(dǎo)活動性肺結(jié)核的炎癥反應(yīng)的改變。此外，本研究推測人類對抗生素治療的反應(yīng)可能是殺滅病原體和微生物群驅(qū)動的免疫調(diào)節(jié)的聯(lián)合作用。
原名：Gastrointestinal microbiota composition predicts peripheral inflammatory state during treatment of human tuberculosis
譯名：胃腸道微生物組成可預(yù)測結(jié)核病治療期間的外周炎癥狀態(tài)
期刊：Nature Communications
IF：12.121
發(fā)表時間：2021.2.18
通訊作者：Michael S. Glickman&Vanni Bucci
通訊作者單位：美國威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院和馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院
DOI號：10.1038/s41467-021-21475-y
原文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-021-21475-y
科研| Gut：多組學(xué)分析揭示了胎羊腸道中在產(chǎn)前即存在微生物種群
本文由Climo編譯
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所的刁其玉等人于2021年2月15日在Gut雜志發(fā)表題為《Multiomics analysis reveals the presence of a microbiome in the gut of fetal lambs》的文章，本研究以足月無菌子宮切除術(shù)產(chǎn)下的羔羊為動物模型，采用多組學(xué)方法，通過研究產(chǎn)前腸道內(nèi)微生物種群及其代謝產(chǎn)物，以驗證產(chǎn)前腸道是否有微生物組存在。該研究為了解胎兒腸道菌群的組成和功能提供幫助，為制定或減輕疾病提供策略，同時對指導(dǎo)形成有利于后代健康發(fā)育的健康菌群具有極大的意義。
摘要：微生物暴露對新生兒和嬰幼兒的發(fā)育、生長和免疫具有重要意義。然而，胎兒在出生前，其腸道中是否已經(jīng)存在微生物群仍有爭議。本研究以足月無菌子宮切除術(shù)產(chǎn)下的羔羊為動物模型，采用多組學(xué)方法研究產(chǎn)前腸道是否存在微生物組。無菌剖宮產(chǎn)術(shù)后立即對羔羊?qū)嵤┌矘匪?，并且無菌采集盲腸內(nèi)容物和臍血標(biāo)本。對盲腸內(nèi)容物樣本進(jìn)行宏基因組和轉(zhuǎn)錄組測序，并注釋上現(xiàn)存的微生物種群。盲腸內(nèi)容物和臍帶血標(biāo)本均使用代謝組學(xué)進(jìn)行分析，以檢測微生物代謝產(chǎn)物。本研究在胎兒產(chǎn)前腸道中檢測到一個低多樣性、低生物量的微生物群，主要由變形菌門（Proteobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）和厚壁菌門（Firmicutes）細(xì)菌組成。產(chǎn)前胎兒腸道中大腸桿菌（Escherichia coli）的數(shù)量最多。我們還檢測了多種微生物代謝產(chǎn)物，包括短鏈脂肪酸、脫氧吉霉素、絲裂霉素和妥布霉素，進(jìn)一步表明產(chǎn)前腸道存在有具有代謝活性的微生物群。此外，在胎兒腸道中檢測到菌群含有噬菌體phiX174和Orf病毒，以及抗生素耐藥基因，這提醒我們攜帶抗生素耐藥基因的噬菌體、病毒和細(xì)菌可在妊娠期從母體傳播給胎兒。我們的研究證明產(chǎn)前腸道含有微生物組，并且胎兒腸道的微生物種群的定植開始于子宮期。
原名：Multiomics analysis reveals the presence of a microbiome in the gut of fetal lambs
譯名：多組學(xué)分析揭示了胎羊腸道中產(chǎn)前即存在微生物種群
期刊：Gut
IF：19.819
發(fā)表時間：2021.2.15
通訊作者：刁其玉
通訊作者單位：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所
DOI號：10.1136/gutjnl-2020-320951
原文鏈接：
https://gut.bmj.com/content/early/2021/02/14/gutjnl-2020-320951
科研| GUT：1型糖尿病患者腸道黏膜的改變及其節(jié)段絲狀細(xì)菌的丟失與炎癥有關(guān)，而與高血糖無關(guān)
本文由Climo編譯
巴黎大學(xué)科林斯研究所的Agnès Lehuen教授等人于2021年2月16日在GUT雜志發(fā)表題為《Gut mucosa alterations and loss of segmented filamentous bacteria in type 1 diabetes are associated with inflammation rather than hyperglycaemia》的文章，本研究通過使用自身免疫性T1D小鼠模型以及無炎癥的高血糖小鼠來研究腸道黏膜和腸道微生物失調(diào)。通過16S測序分析了免疫細(xì)胞中的細(xì)胞因子表達(dá)、上皮細(xì)胞功能、節(jié)段絲狀菌豐度和微生物群組成。該研究證明T1D后的腸道黏膜改變和微生物群失調(diào)主要與炎癥有關(guān)，而與高血糖無關(guān)，且抗炎治療可以維持腸道穩(wěn)態(tài)，保護(hù)共生菌群，降低T1D發(fā)生率，為T1D的治療提供指導(dǎo)策略。
摘要：1型糖尿病(Type 1 diabetes, T1D)是一種由胰腺β細(xì)胞破壞引起的自身免疫性疾病，胰腺β細(xì)胞能夠產(chǎn)生胰島素。T1D患者和T1D動物模型都表現(xiàn)出腸道微生物群和黏膜的改變，盡管這些變化的原因尚不清楚。有一些細(xì)胞因子能夠調(diào)控腸道完整性，節(jié)段絲狀菌（segmented filamentous bacteria,SFB）的豐度參與這些細(xì)胞因子產(chǎn)生，因此，我們對這些細(xì)胞因子，節(jié)段絲狀菌（segmented filamentous bacteria， SFB）以及自身免疫炎癥和高血糖在腸道完整性中所起的作用進(jìn)行了研究。我們使用了自身免疫性T1D小鼠模型以及無炎癥的高血糖小鼠來研究腸道黏膜和微生物失調(diào)。我們通過16S測序分析了免疫細(xì)胞中的細(xì)胞因子表達(dá)、上皮細(xì)胞功能、節(jié)段絲狀菌豐度和微生物群組成。我們評估了抗腫瘤壞死因子α（TNF-α）在腸黏膜炎癥和T1D發(fā)病中的作用。最終，我們得出以下結(jié)果：在自身免疫性T1D小鼠模型中，發(fā)現(xiàn)腸道黏膜中白細(xì)胞介素(IL)-17A、IL-22和IL- 23a的缺失。腸上皮細(xì)胞功能改變，腸道完整性受損。這些缺陷與包括節(jié)段絲狀菌的進(jìn)行性喪失在內(nèi)的生物失調(diào)有關(guān)。致糖尿病的T細(xì)胞的轉(zhuǎn)移再現(xiàn)了這些腸道改變，而無炎癥的高血糖疾病模型的誘導(dǎo)則未能實現(xiàn)這一點。此外，抗炎治療恢復(fù)了腸道黏膜和免疫細(xì)胞功能，降低了糖尿病的發(fā)病率。我們的研究結(jié)果表明，T1D后的腸道黏膜改變和微生物群失調(diào)主要與炎癥有關(guān)，而與高血糖無關(guān)。抗炎治療可以維持腸道穩(wěn)態(tài)，保護(hù)共生菌群，降低T1D發(fā)生率。
原名：Gut mucosa alterations and loss of segmented filamentous bacteria in type 1 diabetes are associated with inflammation rather than hyperglycaemia
譯名：1型糖尿病患者腸道黏膜的改變及其節(jié)段絲狀細(xì)菌的丟失與炎癥有關(guān)，而與高血糖無關(guān)
期刊：Gut
IF：19.819
發(fā)表時間：2021.2.16
通訊作者：Agnès Lehuen
通訊作者單位：巴黎大學(xué)的科林斯研究所
DOI號：10.1136/gutjnl-2020-323664
原文鏈接：
https://gut.bmj.com/content/early/2021/02/15/gutjnl-2020-323664
科研| Microbiome：海綿宿主-微生物營養(yǎng)轉(zhuǎn)運的亞細(xì)胞觀：深刻洞悉早期多細(xì)胞動物-微生物共生關(guān)系在生態(tài)學(xué)上的成功
本文由挖提編譯
荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)動力學(xué)研究所Meggie Hudspith等人于2021年2月14日在Microbiome發(fā)表題為《Subcellular view of host–microbiome nutrient exchange in sponges: insights into the ecological success of an early metazoan–microbe symbiosis》的文章，本研究用同位素標(biāo)記示蹤劑進(jìn)行脈沖追蹤實驗的方法，研究不同微生物豐度海綿對水溶性有機質(zhì)（DOM）和顆粒態(tài)有機質(zhì) (POM) 的吸收和轉(zhuǎn)運，得出了高效濾食性宿主與其微生物共生體之間的代謝相互作用，很可能是為海綿共生功能體提供競爭優(yōu)勢等結(jié)論，為海綿在生態(tài)系統(tǒng)中的功能性研究提供了重要的借鑒意義。
摘要：背景：在許多水生棲息地，海綿逐漸被視為關(guān)鍵的生態(tài)系統(tǒng)工程師。它們在處理水溶性有機質(zhì)和顆粒態(tài)有機質(zhì)(DOM和POM)方面的能力無可匹敵，而且它們豐富多樣的微生物群落具有非凡的代謝能力，因此在營養(yǎng)循環(huán)中發(fā)揮著重要作用。然而，有關(guān)確定宿主和微生物組在有機營養(yǎng)吸收和轉(zhuǎn)運中的作用的功能研究還很有限。因此，我們結(jié)合了脈沖追蹤同位素示蹤技術(shù)與納米二次離子質(zhì)譜(NanoSIMS)，使得在微生物豐度較高的海綿Plakortis angulospiculatus和微生物豐度較低的海綿Halisarca caerulea的亞細(xì)胞水平上觀察被13C和15N標(biāo)記的水溶性有機養(yǎng)料和顆粒態(tài)有機養(yǎng)料的吸收和轉(zhuǎn)運成為可能。
結(jié)果：隨著時間的推移，這兩種海綿組織中DOM和POM衍生出來的13C和15N顯著富集。微生物共生體積極參與了DOM的分解，但是在分別以胞飲和吞噬方式吸收DOM和POM的兩種海綿物種中，其主要吸收部位似乎是宿主過濾細(xì)胞(choanocytes)。無論微生物豐度如何，從宿主過濾細(xì)胞到微生物共生體的碳和氮的轉(zhuǎn)運都會隨著時間的推移而發(fā)生，這反映了微生物組可以對宿主代謝物質(zhì)進(jìn)行循環(huán)利用。
結(jié)論：我們提供了實驗性證據(jù)證明了高微生物豐度海綿和低微生物豐度海綿的原核生物群落，均會從它們宿主相關(guān)的生活方式中獲得營養(yǎng)。高效濾食性宿主與其微生物共生體之間的代謝相互作用，很可能通過儲存或循環(huán)利用有限營養(yǎng)物質(zhì)的方式，為生存在寡營養(yǎng)環(huán)境中的海綿共生功能體提供競爭優(yōu)勢。在最早的多細(xì)胞動物-微生物共生關(guān)系中，海綿提供了一種獨特的模式，通過級聯(lián)效應(yīng)和生態(tài)系統(tǒng)功能將營養(yǎng)共生相互作用與共生功能體功能聯(lián)系起來。
關(guān)鍵詞：動物-微生物共生、納米二次離子質(zhì)譜、HMA–LMA、水溶性有機質(zhì)（DOM）、顆粒態(tài)有機質(zhì)（POM）、營養(yǎng)轉(zhuǎn)運
原名：Subcellular view of host–microbiome nutrient exchange in sponges: insights into the ecological success of an early metazoan–microbe symbiosis
譯名：海綿宿主-微生物營養(yǎng)轉(zhuǎn)運的亞細(xì)胞觀：深刻洞悉早期多細(xì)胞動物-微生物共生關(guān)系在生態(tài)學(xué)上的成功
期刊：Microbiome
IF：11.607
發(fā)表時間：2021.02.14
通訊作者：Meggie Hudspith
通訊作者單位：荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)動力學(xué)研究所
DOI號：10.1186/s40168-020-00984-w
原文鏈接：
https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-020-00984-w
視頻摘要
科研| Microbiome：人體皮膚耐藥基因組的特性和兩個微生物群原型的鑒定
本文由Climo編譯
上海華山醫(yī)院的王久存，清華大學(xué)深圳國際研究生院的劉曉，復(fù)旦大學(xué)人類表型研究院及萊布尼茨環(huán)境醫(yī)學(xué)研究所的Jean Krutmann教授以及深圳華大基因的聶超等人聯(lián)合于2021年2月17日在Mircrobiome發(fā)表題為《Characterization of the human skin resistome and identification of two microbiota cutotypes》的文章，該研究通過使用鳥槍宏基因組學(xué)對822個漢族皮膚樣本以及538個北美人群樣本進(jìn)行了測序，構(gòu)建了完整的人類皮膚微生物基因目錄(iHSMGC) 。iHSMGC的研制將有助于對人體皮膚微生物組的進(jìn)一步研究。在本研究中，它被用于進(jìn)一步表征人類皮膚的耐藥特性。同時發(fā)現(xiàn)，它在人類皮膚上存在兩種原始菌群。后一項發(fā)現(xiàn)將有助于更好地理解不同人之間的皮膚微生物群系復(fù)雜性。
摘要：人類皮膚的微生物群是維持皮膚穩(wěn)態(tài)和屏障功能所必不可少的。宏基因組測序衍生的內(nèi)參基因目錄將十分有助于對菌群功能進(jìn)行全面分析?，F(xiàn)有的人類皮膚微生物組目錄是基于參考基因組上單一隊列中有限個體的樣本，極大的限制了全球皮膚微生物組多樣性的覆蓋范圍。在本研究中，我們使用鳥槍宏基因組學(xué)對822個中國漢族的皮膚樣本以及538個北美人群的皮膚樣本進(jìn)行了測序，構(gòu)建了完整的人類皮膚微生物基因目錄(Human Skin Microbial Gene Catalog, iHSMGC)。iHSMGC包含10,930,638個基因，檢測到4,879,024個新基因。基于iHSMGC對人類皮膚耐藥基因組特性的研究證實，皮膚共生菌，如葡萄球菌（Staphylococcus spp），是重要的抗生素耐藥基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的宿主。通過對皮膚微生物進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，微生物特異性和皮膚部位特異性的抗生素耐藥基因的特征性信號。值得注意的是，中國人抗生素耐藥基因的豐度明顯高于美國人，盡管美國人和中國人的皮膚上都存在多藥耐藥細(xì)菌(超級細(xì)菌)。微生物特征的詳細(xì)分析表明，奧斯陸莫拉氏菌（Moraxella osloensis）是中國人皮膚特有的一種菌群。此外，奧斯陸莫拉氏菌（Moraxella osloensis）和Cutibacterium acnes菌群被證明是中國人皮膚上存在的兩種強大微生物網(wǎng)絡(luò)模式。每一種菌群都與具有數(shù)據(jù)驅(qū)動的標(biāo)記基因、功能模塊和宿主皮膚特性的不同模式相關(guān)。這兩種菌群在其代謝特性相關(guān)的功能模塊上存在顯著差異，表明宿主依賴的營養(yǎng)鏈可能是它們發(fā)育的基礎(chǔ)。iHSMGC的研制將有助于對人體皮膚微生物組的進(jìn)一步研究。在本研究中，它被用于進(jìn)一步表征人類皮膚的耐藥特性。同時發(fā)現(xiàn)，它在人類皮膚上存在兩種原始菌群。后一項發(fā)現(xiàn)將有助于更好地理解不同人之間的皮膚微生物群系復(fù)雜性。
關(guān)鍵詞：鳥槍宏基因組測序，皮膚微生物組，基因目錄，耐藥基因組，抗生素耐藥基因(ARGs)，奧斯陸莫拉氏菌（Moraxella osloensis），菌群原型
原名：Characterization of the human skin resistome and identification of two microbiota cutotypes
譯名：人體皮膚耐藥基因組的特性和兩個微生物群原型的鑒定
期刊：Microbiome
IF：11.607
發(fā)表時間：2021.2.17
通訊作者：王久存1，劉曉2, Jean Krutmann3，聶超4
通訊作者單位：1. 上海復(fù)旦大學(xué)華山醫(yī)院皮膚科 2. 清華大學(xué)深圳國際研究院 3. 復(fù)旦大學(xué)人類表型研究所 4.深圳華大基因
DOI號：10.1186/s40168-020-00995-7
原文鏈接：
https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-020-00995-7
視頻摘要
科研| The ISME Journal：細(xì)菌種間競爭調(diào)節(jié)線蟲腸道菌群組裝
本文R.A Uyghurii編譯
美國馬薩諸塞州劍橋市麻省理工學(xué)院物理系Jeff Gore等人于2021年2月15日在The ISME Journal發(fā)表題為《Interspecies bacterial competition regulates community assembly in the C. elegans intestine》的文章，在這項研究中，用簡單的微生物群在秀麗隱桿線蟲中定殖來確定細(xì)菌種間相互作用，宿主-微生物適應(yīng)性和環(huán)境過濾對基礎(chǔ)組裝過程的影響，并發(fā)現(xiàn)：細(xì)菌單培養(yǎng)物在定居蠕蟲腸道的能力通常不足以預(yù)測兩種，三種和八種微生物菌群的相對豐度。此外，在未分離于秀麗隱桿線蟲的細(xì)菌的實驗中，發(fā)現(xiàn)兩種物種的微生物群落的豐度可用于預(yù)測三種物種的微生物群落的組成，這表明：基于成對相互作用的裝配規(guī)則可對腸道菌群群落組成的提供見解。本研究，提高了對秀麗隱桿線蟲腸道中的微生物菌落的理解，并提供了對宿主內(nèi)細(xì)菌群落組裝的進(jìn)一步認(rèn)識。
摘要：從昆蟲到哺乳動物，各種各樣的動物在其腸道中擁有復(fù)雜的細(xì)菌群落，這些群落在健康和疾病中起著重要的作用。為了進(jìn)一步了解腸道細(xì)菌群落的組裝和功能，研究者采用自下而上的方法研究線蟲微生物，方法是：細(xì)菌單培養(yǎng)物（bacterial monocultures）以及兩種至八種細(xì)菌的混合物一起喂食這種線蟲。研究者發(fā)現(xiàn)，由于細(xì)菌種間相互作用，在單培養(yǎng)中定殖良好的細(xì)菌在共培養(yǎng)中并不總是表現(xiàn)良好。而且，隨著菌群多樣性的增加，在細(xì)菌單培養(yǎng)物定居蠕蟲腸道的能力變得不如種間相互作用對菌群組裝的決定作用重要。為了探索宿主-微生物適應(yīng)的作用，研究者比較了從秀麗隱桿線蟲腸和非本線蟲來源的細(xì)菌，研究者發(fā)現(xiàn)定殖的成功更多取決于細(xì)菌的物種類型，而不是其來源。最后，通過比較兩個秀麗隱桿線蟲突變體中的組裝菌群，研究者發(fā)現(xiàn)：通過p38 MAPK途徑的先天免疫力降低了細(xì)菌豐度，但對菌群組成影響很小。這些結(jié)果表明，細(xì)菌種間的相互作用比宿主-微生物適應(yīng)或腸道環(huán)境過濾更重要，它在秀麗隱桿線蟲微生物群的組裝中起主要作用。
原名：Interspecies bacterial competition regulates community assembly in the C. elegans intestine
譯名：細(xì)菌種間競爭調(diào)節(jié)線蟲腸道菌群組裝
期刊：The ISME Journal
IF：9.18
發(fā)表時間：2021.2.15
通訊作者：Jeff Gore
通訊作者單位：美國馬薩諸塞州劍橋市麻省理工學(xué)院物理系
DOI號：10.1101/535633
原文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41396-021-00910-4
科研| The ISME Journal：非營養(yǎng)型甜味劑可以通過接合基因轉(zhuǎn)移促進(jìn)抗生素耐藥性的傳播
本文由天道酬勤編譯
昆士蘭大學(xué)高級水資源管理中心于志剛等人于2021年2月15日在The ISME Journal發(fā)表題為《Nonnutritive sweeteners can promote the dissemination of antibiotic resistance through conjugative gene transfer》的文章，研究揭示了常用的非營養(yǎng)型甜味劑在抗生素耐藥性傳播中發(fā)揮了作用。作者選擇四種廣泛使用的非營養(yǎng)型甜味劑（SAC、SUC、ASP和ACE-K）進(jìn)行了研究，建立了三種細(xì)菌接合模型系統(tǒng)研究這些甜味劑在環(huán)境和臨床中對質(zhì)粒介導(dǎo)基因接合轉(zhuǎn)移的影響，并通過微流控技術(shù)和共聚焦顯微鏡實時觀察單細(xì)胞水平上的動態(tài)偶聯(lián)過程。為AMR的傳播提供了新的見解。
摘要：抗生素耐藥性（AMR）對人類的健康和生物安全具有全球性威脅。通過接合質(zhì)粒轉(zhuǎn)移的抗生素耐藥基因(ARG)的傳播是這種耐藥性演變的主要貢獻(xiàn)者。一些非營養(yǎng)型甜味劑，如糖精、三氯蔗糖、阿斯巴甜和安賽蜜鉀，通常被用作食品添加劑，最近研究發(fā)現(xiàn)其與腸道微生物群的變化有關(guān)，這種變化類似于抗生素的影響。由于抗生素可以促進(jìn)ARGs的傳播，我們假設(shè)這些非營養(yǎng)型甜味劑可能具有類似的效果。本研究首次在三株不同系統(tǒng)發(fā)育的菌株接合模型中證明了糖精、三氯蔗糖、阿斯巴甜和安賽蜜鉀可以促進(jìn)質(zhì)粒介導(dǎo)的基因接合轉(zhuǎn)移，并在單細(xì)胞水平上展示實時動態(tài)偶聯(lián)的過程。暴露在測試底物的細(xì)菌顯示活性氧（ROS）產(chǎn)生、SOS反應(yīng)和基因轉(zhuǎn)移增加。此外，暴露在測試底物的兩種親本細(xì)菌的細(xì)胞膜通透性也所增加。使用甜味劑處理后，細(xì)菌ROS脫毒、SOS應(yīng)答和細(xì)胞膜通透性相關(guān)基因表達(dá)顯著上調(diào)。這些結(jié)果表明，接觸無營養(yǎng)的甜味劑會導(dǎo)致細(xì)菌的接合作用增強。本文揭示了與非營養(yǎng)型甜味劑使用相關(guān)的潛在風(fēng)險，并為AMR的傳播提供了新的見解。
關(guān)鍵詞：甜味劑、抗生物素耐藥、共軛基因轉(zhuǎn)移、腸道微生物群
原名：Nonnutritive sweeteners can promote the dissemination of antibiotic resistance through conjugative gene transfer
譯名：非營養(yǎng)型甜味劑可以通過共軛基因轉(zhuǎn)移促進(jìn)抗生素耐藥性的傳播
期刊：The ISME Journal
IF：9.18
發(fā)表時間：2021.02.15
通訊作者：郭建華
通訊作者單位：昆士蘭大學(xué)高級水資源管理中心
DOI號：10.1038/s41396-021-00909-x
原文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41396-021-00909-x
科研| mSystems：機器學(xué)習(xí)揭示了對血糖調(diào)節(jié)有復(fù)雜影響的時間變化微生物預(yù)測因子
本文由艾奧里亞編譯
塔爾圖大學(xué)（University of Tartu）Oliver Aasmets等人于2021年2月16日在mSystems發(fā)表題為《Machine Learning Reveals Time-Varying Microbial Predictors with Complex Effects on Glucose Regulation》的文章，該校Elin Org擔(dān)任該研究通訊作者。本研究通過在微生物組數(shù)據(jù)上應(yīng)用隨機森林算法的方法，來預(yù)測多個連續(xù)代謝參數(shù)的結(jié)果，這些結(jié)果能夠在縱向研究環(huán)境中對T2D的發(fā)展產(chǎn)生影響。作者所識別出的代謝結(jié)果的微生物生物標(biāo)志物，并使用可解釋的機器學(xué)習(xí)技術(shù)描述它們對預(yù)測的影響。此外，筆者還發(fā)現(xiàn)，在長時間和短時間的隨訪期內(nèi)，可識別的生物標(biāo)志物存在顯著差異?；诒狙芯拷Y(jié)果，為進(jìn)一步確定已識別的生物標(biāo)志物與T2D進(jìn)展的因果關(guān)系提供了重要的資源，同樣，為微生物菌群在個性化醫(yī)療中的應(yīng)用提供了廣闊的前景。
摘要：全球2型糖尿病(T2D)的發(fā)病率呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢，越來越多的研究表明，2型糖尿病與微生物菌群組成的改變有關(guān)。在2型糖尿病病發(fā)之前存在一種長期的前期狀態(tài)，其特征是各種代謝參數(shù)的變化。我們探究了腸道微生物菌群在健康和糖尿病前期疾病階段是否具有預(yù)測T2D發(fā)展的潛力。基于一項男性代謝綜合征研究中收集的608名表型良好的芬蘭男性的前瞻性數(shù)據(jù)，我們建立了機器學(xué)習(xí)模型，以預(yù)測短期(1.5年)和長期(4?年)期間血糖和胰島素水平的持續(xù)變化。我們的結(jié)果表明，腸道微生物菌群的納入提高了對T2D相關(guān)參數(shù)(如糖化血紅蛋白和胰島素測量)建模的預(yù)測準(zhǔn)確性。我們識別了新的微生物生物標(biāo)志物，并使用可解釋的機器學(xué)習(xí)技術(shù)描述了它們對預(yù)測的影響，這揭示了復(fù)雜的線性和非線性關(guān)聯(lián)。此外，建模策略的應(yīng)用使我們能夠比較模型性能和生物標(biāo)記物選擇的穩(wěn)定性，也揭示了短期和長期預(yù)測的差異。已識別的微生物組生物標(biāo)志物提供了與T2D相關(guān)的各種代謝特征的預(yù)測指標(biāo)，從而為個人風(fēng)險評估提供了額外的參數(shù)。我們的工作也強調(diào)了完善建模策略的必要性以及應(yīng)用可解釋的機器學(xué)習(xí)的價值。
關(guān)鍵詞：T2D，腸道微生物群，機器學(xué)習(xí)，預(yù)測分析，腸道微生物群，2型糖尿病
原名：Machine Learning Reveals Time-Varying Microbial Predictors with Complex Effects on Glucose Regulation
譯名：機器學(xué)習(xí)揭示了對血糖調(diào)節(jié)有復(fù)雜影響的時間變化微生物預(yù)測因子
期刊：mSystems
IF：6.633
發(fā)表時間：2021.2.16
通訊作者：Elin Org
通訊作者單位：塔爾圖大學(xué)（University of Tartu）
DOI號：10.1128/mSystems.01191-20
原文鏈接：
https://msystems.asm.org/content/6/1/e01191-20
科研| mSystems：人類唾液樣品中活性微生物量的隨時間定量分析顯示穩(wěn)定的微生物組成和動態(tài)載量
本文R.A Uyghurii編譯
加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校微生物組創(chuàng)新中心Rob Knight等人于2021年2月16日在mSystems發(fā)表題為《Quantifying Live Microbial Load in Human Saliva Samples over Time Reveals Stable Composition and Dynamic Load》的文章，在這項研究中，研究者開發(fā)了一種與下一代測序同時使用流式細(xì)胞儀對活的微生物細(xì)胞進(jìn)行定量分析的新穎的工作流程，并將該方法應(yīng)用于150多個未刺激的定時唾液樣品中。發(fā)現(xiàn)，微生物載量與唾液流速成反比，并且單個測試者口腔的微生物載量一天內(nèi)發(fā)生數(shù)量級的變化。去除遺留的DNA提高了隨時間區(qū)分樣品的能力。這些發(fā)現(xiàn)突出了人類口腔微生物組的動態(tài)生態(tài)系統(tǒng)；作者提出了一種新穎與宏基因組測序同時定量活的微生物載量的工作流程。
摘要：通過下一代測序評估微生物群落組成已變得越來越容易。但是，宏基因組測序數(shù)據(jù)集只能為研究人員提供動態(tài)生態(tài)系統(tǒng)的快照，而不能提供有關(guān)樣品中微生物總數(shù)或載量（load）的信息。此外，在微生物死亡后很長一段時間內(nèi)就可以檢測到DNA，因此不能嚴(yán)格的假設(shè)在群落中檢測到的所有微生物序列均來自活生物體。研究者通過結(jié)合單疊氮化丙錠（PMA）去除殘留的DNA與流式細(xì)胞儀進(jìn)行微生物定量分析，提出了：宏基因組測序的同時，定量分析活的微生物載量的這種新穎的工作流程。研究者將此方法應(yīng)用于未刺激的唾液樣本，可以輕松地縱向收集它們并通過被動收集時間對其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。發(fā)現(xiàn)，在健康個體中，唾液中檢測到的活的微生物的數(shù)量與唾液流速成反比，并在一天內(nèi)變化了一個數(shù)量級。在一項急性擾動實驗中，無酒精漱口水導(dǎo)致活細(xì)菌的大量減少，如果不考慮死細(xì)胞信號的話，這將會被遺漏。盡管從唾液樣品中去除殘留的DNA不會對微生物組成產(chǎn)生很大影響，但隨著時間的推移，它確實提高了樣品中的分辨率。這些結(jié)果為宿主相關(guān)微生物組的動態(tài)性質(zhì)提供了新穎的見解，并強調(diào)了在分析下一代測序數(shù)據(jù)集時應(yīng)用規(guī)模穩(wěn)定的工具（scale-invariant tools）的重要性。
重要性：人類微生物群落是動態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)，通常由數(shù)百種獨特的微生物分類組成。為了檢測人類口腔微生物組隨時間的波動，開發(fā)了一種新穎的工作流程：與下一代測序同時使用流式細(xì)胞儀對活的微生物細(xì)胞進(jìn)行定量，并將該方法應(yīng)用于150多個未刺激的定時唾液樣品中。發(fā)現(xiàn)，微生物載量與唾液流速成反比，并且單個測試者口腔的微生物載量一天內(nèi)發(fā)生數(shù)量級的波動。去除遺留的DNA可以提高隨時間區(qū)分樣品的能力，并且揭示了在整個典型的一天中，給定唾液樣品中存活的測序細(xì)菌的百分比范圍可以從0％到100％。這些發(fā)現(xiàn)突出了人類口腔微生物組的動態(tài)生態(tài)系統(tǒng)，以及在縱向微生物組研究設(shè)計中去除遺留DNA信號的益處。
原名：Quantifying Live Microbial Load in Human Saliva Samples over Time Reveals Stable Composition and Dynamic Load
譯名：人類唾液樣品中活性微生物量的隨時間定量分析顯示穩(wěn)定的微生物組成和動態(tài)載量
期刊：mSystems
IF：6.63
發(fā)表時間：2021.2.16
通訊作者：Karsten Zengler
通訊作者單位：加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校兒科系
DOI號：10.1128/mSystems.01182-20
原文鏈接：
https://msystems.asm.org/content/6/1/e01182-20
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