综述专栏 | 微生物最新研究进展（20201211）
Nature Reviews Microbiology
综述 | Nature Reviews Microbiology：对大多数未培养微生物进行创新性培养
本文由永稷编译
荷兰瓦赫宁根大学微生物实验室Thijs J. G. Ettema等人于2020年10月22日在Nature Reviews Microbiology发表题为《Innovations to culturing the uncultured microbial majority》的文章，该综述对微生物分离培养经典方法、分离培养未培养微生物所面临的阻碍以及新兴分离培养未培养微生物创新性方法进行了综述，为今后微生物培养组实验中微生物的分离培养提供了借鉴。
摘要：尽管微生物基因组学发展迅猛，但是通过实验方法对微生物生物学、生态学及进化进行研究也很重要。由于绝大多数古菌和细菌仍然不可培养，有关其特性仍知之甚少，对其进行培养是对他们进行研究的先决条件。高效培养策略的重视和需要，使得有关微生物培养方法和技术得到了长足的发展。本综述重点对分离培养新型微生物过程中常见的阻碍以及用于靶向或高通量培养微生物的新兴、具有创新性的方法进行讨论。同时，本综述对最新成功分离培养古菌和细菌的例子进行列举，以期为未来对关键微生物的培养提供借鉴。
原名：Innovations to culturing the uncultured microbial majority
发表时间：2020.10
通讯作者：Thijs J. G. Ettema
通讯作者单位：荷兰瓦赫宁根大学微生物实验室
DOI号：10.1038/s41579-020-00458-8
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41579-020-00458-8
科研| Nat Rev Microbiol：肠-脑轴在行为异常和脑部疾病中的作用
本文由 Dr. he编译。
摘要：肠道细菌与其宿主通过“肠-脑轴”的双向动态通讯，共同调节免疫、代谢和神经系统的发育和功能，这是一个引人注目的跨界共生现象。这些过程可能会影响人类健康，因为某些动物行为似乎与肠道细菌的组成有关，微生物群落的破坏也与一些神经系统疾病有关。大多数关于宿主微生物群相互作用的见解来自动物模型，它们是研究连接肠道和大脑的各种途径的重要工具。然而，将复杂的人类疾病转化为还原为动物模型有其固有的复杂性和明显的局限性。在这篇综述中，我们讨论了肠道微生物群和大脑之间复杂而关键的联系的新出现和令人兴奋的证据，以及肠道微生物群对神经系统疾病的潜在影响。生物医学这一前沿领域的不断进步可能会对人类健康产生切实影响。
原名：The gut microbiota–brain axis in behaviour and brain disorders
发表时间：2020.10
通讯作者：Livia H. Morais, Henry L. Schreiber IV & Sarkis K. Mazmanian
通讯作者单位：加州理工学院生物与生物工程系
DOI号：10.1038/s41579-020-00460-0
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41579-020-00460-0
Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics
科研| Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics：气候对植物-微生物互作的扰动作用
本文由永稷编译
美国新墨西哥大学生物系Jennifer A. Rudgers等人于2020年11月2日在Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics发表题为《Climate Disruption of Plant-Microbe Interactions》的文章，本研究通过多个取样点、取样时间的实验设计，结合qPCR、高通量测序及培养组学技术对废核燃料储存池（INP）这一极端环境的微生物群落进行研究。为微生物生态研究中微生物群落变化的动态监测、核心菌群的组成及其亲缘关系和功能的研究具有重要的借鉴意义。
摘要：植物与微生物之间的交互作用对于进化过程、群体动态、群落结构和生态系统功能具有重要影响。本研究通过调研气候变化对这些生态学互作的扰动作用，构建了一个理论框架来对不同时空尺度上植物-微生物对气候的响应机制进行归纳整合。通过将气候变化归因于植物-微生物互配的变化，包括植物与微生物互作对环境的依赖性、及其随着时间变化所发生的时间错配和伴随物种变化的空间错配。从而构建了一个新的关于植物-微生物互作缓解气候变化的模型，运用统计学的方法对日益多变的气候环境进行预测。基于此，本研究发现在气候扰动的修复过程中植物-微生物的互作发挥重要的作用。这一新的发现以颇具前瞻性的视角填补了气候变化与植物-微生物互作之间的研究空白，将来气候变化的研究提供了新的研究方向。
关键词：气候变化、干旱、互惠共生、非稳态，病原体、共生、气候变暖
原名：Climate Disruption of Plant-Microbe Interactions
译名：气候对植物-微生物互作的扰动作用
期刊：Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics
IF：14.041
发表时间：2020.11
通讯作者：Jennifer A. Rudgers
通讯作者单位：美国新墨西哥大学生物系
DOI号：10.1146/annurev-ecolsys-011720-090819
原文链接：
https://doi.org/10.1146/annurev-ecolsys-011720-090819
综述| Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics：花卉微生物组：植物，授粉和微生物的观点
本文由国民少女编译
加州大学戴维斯分校昆虫学和线虫学系Rachel L. Vannette于2020年11月2日在Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics期刊上发表题为《The Floral Microbiome: Plant, Pollinator, and Microbial Perspectives》的文章，本文从微生物的角度，更深入的阐明花卉微生物群落在生态和进化中重要性，以及它们在保护植物与传粉媒介相互作用中的作用。
摘要：花朵有时会拥有丰富而专业的细菌和真菌群落，这些群落会影响花卉表型以及与传粉媒介的相互作用。生态过程在多个尺度上驱动微生物丰度和组成的变化，包括植物物种之间，花组织之间以及同一植物上的花朵之间。微生物对花卉表型的影响变化表明，微生物代谢产物可以提示传粉媒介的存在或质量，但大多数植物不太可能依靠微生物来吸引或繁殖传粉媒介。从微生物的角度来看，花提供了在花之间分散的机会，但是微生物种类在这种分散上的需求和收益不同。目前尚不清楚花卉微生物在多大程度上影响花卉性状的进化，影响花卉访客的适应度以及对人为变化的反应。对这些现象的更深入了解可以阐明花卉微生物群落的生态和进化重要性，以及它们在保护植物与传粉媒介相互作用中的作用。
关键词：蜜蜂，微生物群组成，花粉酵母，授粉，物种相互作用，共生
原名：The Floral Microbiome: Plant, Pollinator, and Microbial Perspectives
译名：花卉微生物组：植物，授粉和微生物的观点
期刊：Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics
IF：14.041
发表时间：2020.11
通讯作者：Rachel L. Vannette
通讯作者单位：加州大学戴维斯分校昆虫学和线虫学系
DOI号：10.1146/annurev-ecolsys-011720-013401
原文链接：
https://doi.org/10.1146/annurev-ecolsys-011720-013401
ISME Jounal
科研 | ISME Journal：根际促生菌工程促进农业可持续发展
本文由永稷编译
英国牛津大学植物科学系Timothy L. Haskett等人于2020年11月23日在ISME Journal发表题为《Engineering rhizobacteria for sustainable agriculture》综述文章，该综述首先通过对根际促生菌在田间土定殖低且持效期短、植物特异性选择和根际促生特性的负向调控三个方面阐述，揭示根际促生菌在自然生态系统中的发展受限的现状。紧接着系统地对固氮、溶磷、生长素产生、生物防控和根际修复等五个根际促生特性研究进展进行阐述。然后，对根际促生菌在根际环境中与植物特异性互作、对其他微生物群体信号的识别和靶向作用进行归纳分析。最后，为农业生产中根际促生菌工程的实施与应用进行展望。该综述不仅囊括了截至目前根际促生菌相关重要的研究，而且对这些大量研究进行了归纳总结，为有关根际微生物组促生功能的挖掘奠定了理论基础。
摘要：利用植物生长促生菌（PGP）或植物根际促生菌（PGPR）作为接种体可以农业可持续发展来满足快速增长的世界人口对粮食的需求。然而，根际促生菌由于在田间定殖能力降低、持效期缩短、寄主植物特异性选择以及抑制促生特性基因表达的基因调控作用等原因而不能有效发挥其作用。尽管这些问题在遗传学上仍未被解决，但是有关促生的分子机制已经被详细地阐述清楚。通过将促生特性转入某种根际细菌或者根际微生物群落中，为农业生产量身定制的根际促生菌成为农业可持续发展强有力的工具。通过挖掘植物与细菌之间的共生信号，在田间建立一种广泛存在的植物-细菌互作关系，将对根际促生菌工程效率优化和持效期具有重要的意义。基于此，本综述对根际促生菌工程中许多生态及生物技术进行探讨。
原名：Engineering rhizobacteria for sustainable agriculture
译名：根际促生菌工程促进农业可持续发展
期刊：ISME Journal
IF：9.18
发表时间：2020.11
通讯作者：Timothy L. Haskett
通讯作者单位：英国牛津大学植物科学系
DOI号：10.1038/s41396-020-00835-4
原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41396-020-00835-4
综述 | ISME：细菌群落中抗菌素耐药性的生态学和进化
本文由茗溪编译
英国约克大学生物学系Michael J. Bottery等人于2020年11月20日在The ISME Journal发表题为《Ecology and evolution of antimicrobial resistance in bacterial communities》的综述。在抗生素的全球使用和滥用导致细菌对所有常规使用的抗生素产生耐药性的进化和传播背景下，通过对抗生素的管理或开发新的抗菌化合物，有效地应对抗菌素耐药性 (AMR) 的蔓延，了解细菌如何适应和进化以及在抗生素治疗中生存是至关重要的。本综述基于微生物群落来研究耐药性的出现，以便充分理解抗菌素耐药性的演变。
摘要：越来越多的证据表明，细菌对抗生素的反应受到其他相互作用微生物存在的显著影响。在确定病原体对抗生素的敏感性时，通常不考虑这些相互作用。从这个角度来看，我们认为，对抗生素治疗的耐药性和进化反应不应该局限于是单个细菌物种的特征，而是嵌入病原体的微生物群落的自然属性。本综述概述了物种间的相互作用如何影响单个物种和群落对抗生素治疗的反应，以及这些反应如何影响选择强度，潜在地改变耐药性进化的轨迹。最后还确定了未来研究的关键领域，这将有助于更全面地了解细菌群落中的抗生素耐药性。总之，本综述强调了生态环境的应答，即病原体之间和群落内部的相互作用，可能有助于发展更有效和更有效的抗生素治疗。
原名：Ecology and evolution of antimicrobial resistance in bacterial communities
译名：细菌群落中抗菌素耐药性的生态学和进化
期刊：The ISME Journal
IF：9.18
发表时间：2020.11.20
通讯作者：Michael J. Bottery
通讯作者单位：英国约克大学生物学系
DOI号：10.1038/s41396-020-00832-7
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41396-020-00832-7
Gastroenterology
综述| Gastroenterology：炎症性肠病 (炎症性肠病与微生物群：寻找犯罪现场线索)
本文由依然编译
美国国芝加哥大学医学系Eugene B. Chang等人于2020年11月27日在Gastroenterology发表题为《Inflammatory Bowel Diseases and the Microbiome: Searching the Crime Scene for Clues》的文章，本文中作者综述了影响肠道菌群的遗传和环境因素，肠道微生物及其生物制品在IBD的发展和临床过程中的作用，以及基于微生物组的可以用于预防、管理的治疗方法和最终治疗IBD的策略。
摘要：炎症性肠病(IBD)是环境因素、微生物因素、免疫因素和遗传因素共同作用的结果。肠道菌群的改变与IBD的发展和进程有关，但目前还不清楚哪些微生物群体参与了IBD，也不清楚它们可能如何导致IBD。作者综述了影响肠道菌群的遗传和环境因素，肠道微生物及其生物制品在IBD的发展和临床过程中的作用，以及基于微生物组可以用于预防、管理的治疗方法和最终治疗IBD的策略。作者围绕这些研究结果展开了讨论，有助于弥合基础科学和临床应用之间差距。
关键词：肠道微生物群，宿主-微生物相互作用，结肠炎，粘膜炎症，生物失调
原名：Inflammatory Bowel Diseases (IBD) (Inflammatory Bowel Diseases and the Microbiome: Searching the Crime Scene for Clues)
译名：炎症性肠病(炎症性肠病与微生物群：寻找犯罪现场线索)
期刊：Gastroenterology
IF：17.373
发表时间：2020.11
通讯作者：Eugene B. Chang
通讯作者单位：芝加哥大学医学系
DOI号：10.1053/j.gastro.2020.09.056
原文链接：
https://doi.org/10.1053/j.gastro.2020.09.056
科研| Gastroenterology：代谢和代谢紊乱与微生物群：与肥胖、脂质代谢和代谢健康相关的肠道微生物群：病理生理学和治疗策略
本文由如风编译
法国巴黎索邦大学国家健康与医学研究院 (INSERM) 和巴黎公共卫生局Pitié-Salpêtrière医院的Judith Aron-Wisnewsky及Karine Clément等人于2020年11月27日在Gastroenterology发表题为《Metabolism and Metabolic Disorders and the Microbiome: The intestinal microbiota associated with obesity, lipid metabolism and metabolic health: pathophysiology and therapeutic strategies》的文章，本文通过对肠道微生物群与代谢性疾病、脂质代谢的关系等方面进行综述，结合小鼠模型的相关研究，讨论将其用于人体健康代谢改善的方法。对于促进理解代谢组学和微生物组学的关联性研究、了解当下的研究背景和热点有很高的参考价值。
摘要：在流行病学研究和对无菌小鼠粪便移植影响的研究中，肠道微生物群的变化与肥胖和2型糖尿病有关。本文综述了肠道微生物群的改变导致代谢性疾病发生的机制，以及肠道微生物群对脂质代谢的影响等方面的研究进展。以修正肠道微生物群和逆转代谢改变为目的的策略已经开始发展，且这一策略这可能用于今后的治疗。我们将讨论在肥胖和代谢紊乱的小鼠模型中显示出这一效应的方法，以及如何将这些方法应用于人体以改善代谢健康。
关键词：肠道微生物群；胰岛素抵抗；肥胖；脂质；菌源代谢物
原名：Metabolism and Metabolic Disorders and the Microbiome: The intestinal microbiota associated with obesity, lipid metabolism and metabolic health: pathophysiology and therapeutic strategies
译名：代谢和代谢紊乱与微生物群：与肥胖、脂质代谢和代谢健康相关的肠道微生物群：病理生理学和治疗策略
期刊：Gastroenterology
IF：17.373
发表时间：2020.11.27
通讯作者：Judith Aron-Wisnewsky, Karine Clément
通讯作者单位：法国巴黎索邦大学国家健康与医学研究院(INSERM)营养与肥胖：系统方法研究室（Nutriomics）；巴黎公共卫生局Pitié-Salpêtrière医院营养科;荷兰阿姆斯特丹阿姆斯特丹大学血管内科
DOI号：10.1053/j.gastro.2020.10.057
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0016508520355050
Trends in Microbiology
综述 | Trends in Microbiology：肠道神经系统的发育和生理的微生物调节
本文由茗溪编译
法国里昂第一大学高等师范学院Filipe De Vadder等人于2020年12月9日在Trends in Microbiology发表题为《Microbial Modulation of the Development and Physiology of the Enteric Nervous System》的文章。营养物质如葡萄糖、脂肪酸或氨基酸可间接调节ENS的生理，且最近的研究表明肠道菌群是ENS生理和发育的关键调节器。本研究综述了ENS/微生物群之间的相互作用及其在生理和病理背景下的调节，讨论了母体微生物群将促进发育并塑造其生理机能这种关系始于子宫的可能性，证明了肠道内分泌和免疫细胞在微生物群和ENS之间的沟通中起着关键作用，为深入研究肠神经系统和肠道菌群的相互作用机制奠定基础。
摘要：胃肠道有一个固有的神经网络，即肠神经系统 (ENS)。ENS控制运动、体液稳态和血液流动，但也与肠道的其他成分相互作用，如上皮细胞和免疫细胞。最近的研究表明，肠道微生物群的多样化与产后的成熟同时发生，这可能对ENS的发展和功能至关重要。在本研究中，我们讨论了这种关系始于子宫的可能性，即母体微生物群将促进发育并塑造其生理机能。本研究综述了ENS/微生物群之间的相互作用及其在生理和病理背景下的调节。虽然已有研究证实了微生物对ENS生理机制的调节，但仍需要进一步的研究来了解肠道菌群对ENS的发展和病理的贡献，并精准的描述微生物与ENS之间相互作用的机制。
关键词：肠道神经系统，微生物组，肠道内分泌细胞，肠道免疫系统，肠道生理学
原名：Microbial Modulation of the Development and Physiology of the Enteric Nervous System
译名：肠道神经系统的发育和生理的微生物调节
期刊：Trends in Microbiology
IF：13.546
发表时间：2020.12.9
通讯作者：Filipe De Vadder
通讯作者单位：法国里昂第一大学高等师范学院
DOI号：10.1016/j.tim.2020.11.007
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.tim.2020.11.007
Nutrients
综述 | 肠道“生物工厂”—胃肠道内的神经代谢产物
本文由莫沉编译。
波美拉尼亚医科大学人类营养与代谢系和胃肠内科的Igor Łoniewski、Wojciech Marlicz等人于2020年11月1日在Nutrients发表了题目为《Gut Biofactory-Neurocompetent Metabolites within the Gastrointestinal Tract. A Scoping Review》的综述性文章，该文章对基于PubMed/Embase截止到2020年6月20日已发表的与细菌代谢物和机体神经系统相关的文献进行检索，对肠道微生物及相关代谢产物与宿主精神疾病之间的关系进行了系统性的介绍，强调了肠道细菌的代谢物和精神疾病之间的密切联系。
摘要：肠道微生物作为近年来的研究热点，引起了科学界的广泛关注。除了阐明肠道细菌的分类学数据外，我们还应该了解菌群结构的改变是如何与肠道内复杂的微生态系统的功能相对应的。肠道微生物的代谢产物，尤其是细菌的代谢产物，可以对机体产生多方面的作用，有助于维持宿主内环境的平衡。这些小分子代谢物在调节免疫和新陈代谢过程中起着关键作用，一部分甚至可以影响“肠-脑轴”信号传递从而平衡宿主的心理健康。其中，神经递质、短链脂肪酸、色氨酸分解代谢物、胆汁酸和磷脂酰胆碱、胆碱、5-羟色胺和L-肉碱代谢物具有较强的神经调节作用。在本文中，研究者通过计算机检索PubMed/Embase截止到2020年6月20日已发表的文献，检索词分别为“微生物代谢产物”、“肠-脑轴”和“精神健康”。这篇综述旨在增强我们对肠道菌群功能的深入了解，同时为今后使用微生物代谢产物来源的新化合物进行临床干预提供文献支持。
关键词：微生物组、色氨酸、神经递质、短链脂肪酸、大脑
原名：Gut Biofactory-Neurocompetent Metabolites within the Gastrointestinal Tract. A Scoping Review
译名：肠道“生物工厂”—胃肠道内的神经代谢产物
期刊：Nutrients
IF：4.546
通讯作者：Igor Łoniewski, Wojciech Marlicz
通讯作者单位：波美拉尼亚医科大学
DOI号：10.3390/nu12113369
出版时间：2020.11.01
原文链接：
https://doi.org/10.3390/nu12113369
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