周报 | 微生物重要期刊最新研究进展
Nature Communications
科研| Nature Communications：海洋微生物对芳香-脂肪共聚酯塑料的协同降解
本文由小白同学编译
摘要：目前对于海洋微生物降解聚合物方面的理解不及土壤和堆肥中塑料的降解。本研究结合了宏基因组、宏转录组和宏蛋白质组来研究富集的海洋微生物如何降解芳香-脂肪共聚酯。微生物以塑料薄膜为唯一碳源，在培养第15天左右达到最大二氧化碳转化量和生物量。多种微生物分别执行不同的降解步骤来对聚合物进行协同降解，其中起作用的可能有六种为PETase类的酶和四种MHETase类的酶，分别具有降解脂肪-芳香族聚合物及其降解产物的潜力。结果表明，尽管有多种基因和生物都具有执行各个降解步骤的潜力，但只有少数微生物或功能基因在降解过程中比较活跃。
原名：Synergistic biodegradation of aromatic-aliphatic copolyester plastic by a marine microbial consortium
译名：海洋微生物对芳香-脂肪共聚酯塑料的协同降解
期刊：Nature Communications
IF：12.121
发表时间：2020.11
通讯作者：Başak Öztürk
通讯作者单位：德国莱布尼茨研究所
DOI号：10.1038/s41467-020-19583-2
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-020-19583-2
科研| Nature Communications：慢性阻塞性肺疾病患者的疾病相关肠道微生物组和代谢组变化
本文由Larry.Lu编译
昆士兰大学澳大利亚生态基因组学中心Philip M. Hansbro等人于2020年11月18日在Nature Communications发表题为《Disease-associated gut microbiome and metabolome changes in patients with chronic obstructive pulmonary disease》的文章，本研究通过16S rRNA扩增子测序、宏基因组测序、非靶向代谢组学技术，对慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者粪便中与COPD相关微生物和代谢组的变化进行研究。该研究有助于利用肠道微生物或肠道代谢物寻找COPD患者的生物标记物。
摘要：慢性阻塞性肺疾病（COPD）是全球第三大最常见的死亡原因，并且表现为进行性炎症性肺疾病，目前无法治愈。肺部微生物组对COPD的疾病进展有影响，但患者肠道微生物组的功能作用尚不清楚。在该研究中，通过测定COPD患者和健康对照组的粪便微生物组和代谢组信息，发现了两组之间有146种细菌存在差异。其中一些细菌，包括链球菌（Streptococcus sp000187445），前庭链球菌（Streptococcus vestibularis）和链霉菌科（Lachnospiraceae）的多个物种，也与肺功能下降相关。通过非靶向代谢组学可鉴定出COPD代谢特征，其中包括46％脂质，20％外源化合物和20％氨基酸相关代谢物。此外，该研究描述了一种疾病相关网络，其将副链球菌（Streptococcus parasanguinis_B）与COPD相关代谢物（包括N-乙酰谷氨酸及其类似物N-氨基甲酰基谷氨酸）连接在一起。研究结果表明，COPD患者的粪便中微生物组和代谢组与健康个体存在不同，因此研究结果可能有助于寻找COPD的生物标志物。
原名：Disease-associated gut microbiome and metabolome changes in patients with chronic obstructive pulmonary disease
译名：慢性阻塞性肺疾病患者的疾病相关肠道微生物组和代谢组变化
期刊：Nature Communications
IF：12.121
发表时间：2020.11
通讯作者：Philip M. Hansbro
通讯作者单位：昆士兰大学澳大利亚生态基因组学中心
DOI号：10.1038/s41467-020-19701-0
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-020-19701-0
科研 | Nature Communications：Scotian盆地冷渗流中不同深度分层的微生物种群对热成烃的生物降解作用
本文由茗溪编译
中山大学海洋科学学院Xiyang Dong，加拿大卡尔加里大学Casey R. J. Hubert&莫纳什大学生物科学学院Chris Greening等人于2020年11月17日在Nature Communications发表题为《Thermogenic hydrocarbon biodegradation by diverse depth-stratified microbial populations at a Scotian Basin cold seep》的文章，本研究结合了地球物理、地球化学、代谢组学和宏基因组分析来了解负责厌氧氧化不同的碳氢化合物群落和流程，以及他们的深度分布。此外，还证明了在这个领域新发现的深海冷渗流是由该地区的盐构造引起的，并为微生物组和生物降解的关系提供了强有力的证据。
摘要：在海洋冷渗流中，气态和液态的碳氢化合物从深层地下源头迁移到沉积物-水界面。众所周知，冷渗沉积物中存在不同种类的微生物。但是对于这些微生物的代谢潜力和深度分布与碳氢化合物和电子受体可用性的关系，学者们知之甚少。故本研究结合了地球物理、地球化学、宏基因组和代谢组学的测量方法，来描述深海中新发现的冷渗流处的微生物活动。其中，宏基因组剖面揭示了近地表沉积物和深层地下沉积物在成分和功能上的差异。在富硫酸盐和贫硫酸盐的深海中，各种古生菌和细菌群落成员正以厌氧方式活跃地氧化热源碳氢化合物。二烃类氧化古菌的深度分布表明，它们不一定与硫酸盐还原有关，这对于厌氧乙烷和丁烷氧化剂来说尤其令人惊讶。总的来说，这些发现将海底微生物群与深海热烃厌氧降解的各种生化机制联系起来。
原名：Thermogenic hydrocarbon biodegradation by diverse depth-stratified microbial populations at a Scotian Basin cold seep
译名：Scotian盆地冷渗流中不同深度分层的微生物种群对热成烃的生物降解作用
期刊：Nature Communications
IF：12.121
发表时间：2020.11.17
通讯作者：Xiyang Dong，Chris Greening&Casey R. J. Hubert
通讯作者单位：中山大学海洋科学学院，加拿大卡尔加里大学&莫纳什大学生物科学学院
DOI号：10.1038/s41467-020-19648-2
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-020-19648-2
Cell
科研 | Cell：对病毒感染进行天然抵抗的共生微生物群调节
本文由三生符府主编译。
哈佛医学院，布拉瓦特尼克研究所，免疫学系的Dennis L.Kasper等人于2020年11月18日在Cell发表题为《Commensal Microbiota Modulation of Natural Resistance to Virus Infection》的文章，他们描述了共生微生物通过IFN-β介导的稳态IFN-I反应调节的免疫调节的新机制。此外，他们确定了特定种类的共生细菌调节这种反应的机制——B. fragilis的糖脂信号通过TLR4来诱导结肠LP DCs表达IFN-β。重要的是，他们发现了这种由共生介导的对IFN-β和IFN-I反应的调节在通过增强对病毒感染的抵抗力维持宿主健康方面起着关键作用。
摘要：干扰素（IFN）-Is是抗病毒免疫和稳态免疫系统调节的关键介质。然而，在稳态条件下IFN-I信号的来源尚不清楚。我们发现，共生微生物通过在结肠DCs诱导IFN-β来调节IFN-I相关反应。此外，确定了特定共生微生物诱导IFN-β的机制。拟杆菌门肠道共生微生物的膜外（OM）相关糖脂诱导IFN-β表达。我们使用脆弱的拟杆菌及其OM相关的多糖A，确定通过TLR4-TRIF信号诱导IFN-β表达这一机制。已证明这种纯化的微生物分子对水疱性口炎病毒（VSV）或流感病毒感染的抗病毒活性取决于IFN-β的诱导。在鼠VSV感染模型中，共生诱导的IFN-β调节了对病毒感染的天然抗性。由于IFN-β的生理重要性，发现诱导IFN-β的微生物源分子提供了治疗某些人类疾病的潜在方法。
原名：Commensal Microbiota Modulation of Natural Resistance to Virus Infection
译名：对病毒感染进行天然抵抗的共生微生物群调节
期刊：Cell
IF：38.637
发表时间：2020.11
通讯作者：Dennis L.Kasper
通讯作者单位：哈佛医学院，布拉瓦特尼克研究所，免疫学系。
DOI号：10.1016/j.cell.2020.10.047
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867420314549
Microbiome
科研| Microbiome：转导体:基于测序的检测和分析转导DNA在纯培养物和微生物群落中的应用
本文由Sunshine（刘希汝）编译
美国科罗拉多大学医学院免疫学和微生物学系Breck A Duerkop等人于2020年11月15日在Microbiome发表题为《Transductomics: sequencing-based detection and analysis of transduced DNA in pure cultures and microbial communities》的文章，本研究开发了一种基于DNA测序的“转导组学”方法，可以检测和表征通过转导转移的微生物DNA。后续可应用于更广泛地研究微生物群落内的移动DNA，并可用于了解表型如何在微生物组内传播。
摘要：水平基因转移（HGT）在微生物进化中起核心作用。由于目前仍依赖于从基因组测序和涉及培养微生物的研究推断HGT历史事件，因此对HGT在多微生物环境中的机制、频率和分类范围的理解受到限制。缺乏在微生物群落中观察正在进行的HGT的方法。为了解决这一缺口，本研究开发了一种基于DNA测序的“转导组学”方法，检测和表征通过转导转移的微生物DNA。使用代表一系列转导模式的模型系统验证此方法，并表明可以检测多种类型的转导DNA。此外，研究还表明，可以使用这种方法来获得对肠道微生物组所有主要分类组中DNA转导的见解。本研究在此提出的转导组学方法允许检测和表征在测量时复杂微生物群落中微生物之间可能转移的基因，从而提供对实时正在进行的水平基因转移的见解。这项工作扩展了基因组工具包，用于更广泛地研究微生物群落内的移动DNA，并可用于了解表型如何在微生物组内传播。
原名：Transductomics: sequencing-based detection and analysis of transduced DNA in pure cultures and microbial communities
译名：转导体: 基于测序的检测和分析转导 DNA 在纯培养物和微生物群落中的应用期刊：Microbiome
IF：11.607
发表时间：2020.11
通讯作者：Breck A Duerkop
通讯作者单位：美国科罗拉多大学医学院免疫学和微生物学系
DOI号：10.1186/s40168-020-00935-5
原文链接：
https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-020-00935-5
科研| Microbiome：流式细胞仪分析表明真菌的系统性抗共生相应与肠道真菌生物体生态学有关
本文由逍遥君（张豪）编译
法国索邦大学高等医学与传染病中心和圣安托万医院Alicia Moreno-Sabater等人于2020年11月在Microbiome发表题为《Systemic anti-commensal response to fungi analyzed by flow cytometry is related to gut mycobiome ecology》的文章，本研究利用一种新的流式细胞技术 (Fungi-flow) 测定20名健康供体免疫球蛋白G，并利用ITS rRNA基因测序检测供体肠道真菌的分布结构，通过分析两者之间的关联程度探讨免疫球蛋白G对真菌的应答，提出人类肠道真菌生物体中至少有两个确定的生态系统与全身体液反应相关。Fungi-Flow为提高我们对真菌生物在体液抗共生免疫和体内平衡中影响的认识开辟了新的机会。
摘要：近年来，人们对肠道真菌与人类健康和免疫稳态关系的研究兴趣增加。从这个角度来看，研究免疫/真菌新工具的开发和研究是有必要的。全身体液免疫反应可以反映肠道真菌与免疫的动态关系。本文利用一种新的流式细胞技术(Fungi-flow)测定免疫球蛋白(Ig)对真菌的应答，研究了肠道真菌生物与全身体液抗共生免疫之间的关系。Fungi-Flow方法可灵敏、特异地测定对来自子囊菌门和担子菌门两个主要分支的17种共生和环境真菌的全身IgG反应。将抗共生IgG反应与20名健康供体肠道真菌的相对丰度、α-多样性和属内丰富度进行对比，肠道真菌生物门组成的分类揭示了两个分化的真菌生态系统。在根据肠道定植的真菌生态系统分层的健康供体中观察到抗真菌共生菌的多种IgG反应与肠道α多样性呈正相关。在属内物种丰富度水平上，强烈的IgG反应与已知致病细菌的属内丰富度较低有关，但与共生菌无关。
关键词：分枝杆菌、流式细胞术、全身抗共生反应、体液免疫、免疫球蛋白G、ITS rRNA基因测序
原名：Systemic anti-commensal response to fungi analyzed by flow cytometry is related to gut mycobiome ecology
译名：流式细胞仪分析表明真菌的系统性抗共生相应与肠道真菌生物体生态学有关
期刊：Microbiome
IF：11.607
发表时间：2020.11
通讯作者：Alicia Moreno-Sabater
通讯作者单位：索邦大学高等医学与传染病中心&圣安托万医院
DOI号：10.1186/s40168-020-00924-8
原文链接：
https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-020-00924-8
Gut Microbes
科研| Gut Microbes：生物膜形成遗传位点pgaABCD对肠道微生物组中抗生素耐药性发展的贡献
本文由小范儿编译
香港赛马会兽医与生命科学学院传染病与公共卫生学系陈胜等人于2020年11月16日在Gut Microbes发表题为《Contribution of biofilm formation genetic locus, pgaABCD, to antibiotic resistance development in gut microbiome》的文章，文章研究表明流行的微生物菌株（本研究中特异于大肠杆菌）与罕见的祖先菌株之间存在可检测到的广泛遗传差异，这些菌株在抗生素选择压力下可演变为耐药生物，其中pgaABCD基因负责生物膜粘附分子脱-N-乙酰化的聚-β-1,6-N-乙酰基-d-葡糖胺（dPNAG）在整个外膜上的转运，赋予祖先菌株抵抗抗生素的有害作用。本研究为控制人类和动物菌群中多重耐药细菌的出现和进化的新策略的发展提供重要的见解。
摘要：人体肠道的微生物群落不断出现和进化出耐抗生素生物。为了阐明肠道微生物群菌株耐药形成的遗传基础，我们研究抗菌治疗前后大鼠肠道中大肠杆菌亚群结构的变化。观察到抗生素治疗选择了最初的小亚群大肠杆菌，他们携带生物膜形成基因座pgaABCD和毒素抗毒素系统HipAB。这些菌株抵抗抗生素有害作用的能力显着增强，成为抗生素治疗后的主要亚种，并最终演变为抗性突变体。相反，在抗生素治疗后，不携带pgaABCD和HipAB的大肠杆菌被消灭。因此，我们的发现表明，编码生物膜形成能力的基因在赋予特定肠道大肠杆菌菌株在长期抗生素治疗后演变为耐药菌株的能力中起着重要作用，因此，这些菌株可被认为是肠道菌群中的细菌抗生素耐药祖细胞。
原名：Contribution of biofilm formation genetic locus, pgaABCD, to antibiotic resistance development in gut microbiome
译名：生物膜形成遗传位点pgaABCD对肠道微生物组中抗生素耐药性发展的贡献
期刊：Gut Microbes
IF：7.823
发表时间：2020.11.16
通讯作者：陈胜
通讯作者单位：香港赛马会兽医与生命科学学院传染病与公共卫生学系
DOI号：10.1080/19490976.2020.1842992
原文链接：
https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/19490976.2020.1842992
Environmental Microbiology
科研| Environ. Microbiol.：草鱼呼肠孤病毒(GCRV)感染的宿主-微生物相互作用及反应
本文由陶陶编译
广东省南方海洋科学与工程实验室(珠海)与中山大学环境科学与工程学院的Fanshu Xiao等人于2020年11月17日在Environ. Microbiol发表题为《Host‐microbiota interactions and responses to grass carp reovirus infection in Ctenopharyngodon idellus》的文章，本研究研究了草鱼呼肠孤病毒 (GCRV)在草鱼肠道菌群中的相互作用和反应。增进了我们对病毒挑战下鱼类免疫与肠道菌群之间相互作用的认识，也为肠道菌群帮助鱼类疾病的生态防御提供了新的见解。
摘要：肠道菌群可以促进宿主防御疾病，但鱼类菌群在病毒感染过程中的相互作用及其机制尚不清楚。我们研究了草鱼呼肠孤病毒(GCRV)在草鱼肠道菌群中的相互作用和反应。草鱼是世界上最重要的水产养殖鱼类。我们发现GCRV感染严重出血性症状组(G7s)的肠道菌群存在明显差异，特别是革兰氏阴性厌氧菌Cetobacterium somerae的丰度异常高。它也显示出最低的(p<0.05) alpha多样性，但均质化扩散生态过程高(28.8%)，证实病毒感染后肠道菌群存在生态失调。有趣的是， NLRs、TLRs、LPS刺激基因的信号通路在G7s中也显著富集，这也与Cetobacterium和Acinetobacter的核心肠道微生物属显著相关。结果表明，由GCRV启动的Cetobacterium somerae的扩张可能通过LPS-相关的NLRs和TLRs途径加重宿主的炎症反应。本研究增进了我们对病毒挑战下鱼类免疫与肠道菌群之间相互作用的认识，也为肠道菌群帮助鱼类疾病的生态防御提供了新的见解。
关键词：病毒感染、宿主-微生物群相互作用、鱼类免疫反应、草鱼呼肠孤病毒(GCRV)
原名：Host‐microbiota interactions and responses to grass carp reovirus infection in Ctenopharyngodon idellus
译名：草鱼呼肠孤病毒(GCRV)感染的宿主-微生物相互作用及反应
期刊：Environ. Microbiol
IF：4.933
发表时间：2020.11.17
通讯作者：Bo Wu and Qingyun Yan
通讯作者单位：广东省南方海洋科学与工程实验室(珠海)、中山大学环境科学与工程学院
DOI号：10.1111/1462‐2920.15330.
原文链接：
https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/1462-2920.15330
中科院土壤所 | Environ. Microbiol. ：在典型的农业生态系统中，平衡的随机和确定性的组合过程有利于多样化但不平衡的生态系统功能
本文由茗溪编译
摘要：生态装配过程通过影响群落组成以决定微生物群落的生态系统功能。然而，关于随机和确定性组合过程如何影响碳和营养循环等生态系统功能的争论仍在继续。本研究选取3种类型的农业生态系统 (旱地、水田和洪水) 来代表随机和确定性组合过程的梯度，研究了与土壤碳、氮、磷和硫循环相关的9种酶的多功能性碳和养分循环，之后将微生物的装配过程和共生模式的重要生态群联系起来。结果表明，强烈的确定性过程有利于具有聚合功能的微生物 (如在旱地农业生态系统中) ，而随机性主导的过程将会导致不同功能的微生物 (如在洪水泛滥的农业生态系统中)。故我们推测一个系统维持其随机和确定性装配过程之间的平衡在服务农业生态系统 (如水稻农业生态系统) 中发挥了至关重要的作用。保持平衡后，系统可以保存一系列不同的功能特征，也允许特定的特征蓬勃发展。为了进一步证实这一推测，有必要发展一种系统的知识，而不仅仅是描述群落组成、组成和生态系统功能之间联系的一般模式。
原名：Balanced stochastic vs. deterministic assembly processes benefit diverse yet uneven ecosystem functions in representative agroecosystems
译名：在典型的农业生态系统中，平衡的随机和确定性的组合过程有利于多样化但不平衡的生态系统功能
期刊：Environmental Microbiology
IF：4.933
发表时间：2020.11.17
通讯作者：冯有智
通讯作者单位：中国科学院土壤科学研究所土壤与可持续农业国家重点实验室
DOI号：10.1111/1462-2920.15326
原文链接：
https://doi.org/10.1111/1462-2920.15326
你可能还喜欢