过去的一年里,全球肠道领域的研究成果颇丰,取得了许多令人瞩目的进展。2024年热心肠大会之际,我们基于《热心肠日报》中收录的2023年5月以来的一年期间(2023年5月1日至2024年4月30日)发表的肠道相关领域论文,进行了多维度评选,形成了《热心肠日报》2023-2024年度榜单。
Nature Reviews Microbiology[IF:69.2]
① 蜜蜂是全球农业的主要传粉媒介,目前也越来越多地被用作菌群的研究模型,本综述总结了蜜蜂微生物组的研究方法、现有菌群-宿主-营养互作知识、菌株进化、共生和拮抗等内容;② 目前蜜蜂微生物组研究方法包括减菌蜜蜂、特定人工群落定植蜜蜂、抗生素扰动、荧光标记工程菌株、异源表达菌群来源酶、标记重捕、测序和体外实验等,基于这些研究方法获得了蜜蜂菌群的空间分布、微生物动力学、以及菌群-宿主-营养互作机制;③ 蜜蜂微生物组内存在代谢交叉互养,也存在直接拮抗(如T6SS),菌群介导对蜜蜂病原体的定植抗性,包括免疫激活、营养/空间竞争、活性抑菌物质分泌和肠屏障维持;④ 菌群参与蜜蜂发育和行为调节,同时介导营养代谢和解毒,农用化学品或抗生素施用会对蜜蜂及共生菌群产生直接的负面影响。
The honeybee microbiota and its impact on health and disease
2023-12-04 , doi: 10.1038/s41579-023-00990-3
Nature Reviews Microbiology[IF:69.2]
① 虫媒传染病主要通过吸血节肢动物传播,媒介宿主不同生物特征有助于其与微生物群间的联系;② 利用Wolbachia应用,转基因共生菌技术和抗虫媒共生菌疫苗等微生物防治虫媒,已成为虫媒疾病防控的新领域;③ 所有疾病媒介都依赖脊椎动物血液进行繁殖和/或发育以及病原体获取;④ 同种不同菌株对病原体感染结果可能不同,同一微生物可能对病原体感染也有多种影响;⑤ 解析非细菌微生物特性和动态,以及与媒介、病原体互作的机制将是未来研究的关键。
Microbiota in disease-transmitting vectors
2023-05-22 , doi: 10.1038/s41579-023-00901-6
Nature[IF:50.5]
① 即使在营养匮乏的海盆中,珊瑚礁也可以补充溶解的无机氮和磷;② 研究人员使用公式来模拟在营养有限条件下生长的珊瑚群落中共生体数量的减少,发现被驱逐的共生体的数量与珊瑚的生长之间存在相关性;③ 营养充足下珊瑚以指数级的速度生长和钙化,而共生体密度不变;④ 每个菌落宿主生物量的增加对应于共生体有效吸收溶解的无机氮和磷,然后转移到宿主;⑤ 研究还发现,珊瑚宿主 “种植” 共生体,并定期消化其一定比例的种群以满足其营养需求。
Reef-building corals farm and feed on their photosynthetic symbionts
2023-08-23 , doi: 10.1038/s41586-023-06442-5
Nature[IF:50.5]
① 在硅质结核中发现三维保存的奥陶纪三叶虫完整且充分分类的肠道内容物,并通过同步辐射显微断层扫描技术进行可视化;② 紧密堆积、几乎连续的肠道填充物由部分碎裂的钙质外壳组成,表明其具有很高的摄食强度;③ 壳体不溶解表明整个肠道处于中性或碱性环境支持消化酶,类似现代甲壳类或螯肢类的消化酶;④ 食腐动物避开三叶虫肠道而钻入头鞍以下的软组织,表明三叶虫肠道有毒并存在持续的酶活性。
Uniquely preserved gut contents illuminate trilobite palaeophysiology
2023-09-27 , doi: 10.1038/s41586-023-06567-7
Cell[IF:45.5]
① 分析来自4个栖息地的2443只蝙蝠、啮齿类和鼩鼱的器官和粪便的宏转录组,发现了669种病毒,包括534种新病毒;② 揭示出野生小型哺乳动物携带的病毒在不同宿主和器官中的分布、多样性和演化、宿主间和跨物种传播,及相关的生态驱动因素;③ 宿主种类(目)和样本大小是影响病毒组组成和病毒溢出模式的关键因素;④ 鼩鼱携带的病毒种类最多,包括大量无脊椎动物相关病毒,且呈多器官分布;⑤ 啮齿类动物携带的病毒有最高的跨宿主物种传播潜力。
Host traits shape virome composition and virus transmission in wild small mammals
2023-09-20 , doi: 10.1016/j.cell.2023.08.029
Science[IF:44.7]
① 筛选一系列双翅菌肽(Dpt)家族基因DptA和DptB的突变体果蝇,发现二者分别对病原体雷氏普罗威登斯菌(Pr)和肠道共生菌醋杆菌属具有特异性防御作用;② Dpt家族基因的快速演化反映了果蝇生态环境中特定细菌的存在情况:食果和食菇果蝇的生活环境中分别富含和缺乏醋杆菌,伴随DptB基因的存在或丢失,而寄生植物的果蝇同时丢失DptA和B,与环境中同时缺乏Pr和醋杆菌有关;③ DptA和DptB样序列可预测不同果蝇物种对Pr和醋杆菌感染的抵抗力。
Ecology-relevant bacteria drive the evolution of host antimicrobial peptides in Drosophila
2023-07-20 , doi: 10.1126/science.adg5725
Science[IF:44.7]
① 从无法维持疟原虫寄生虫发育的按蚊群落中分离出一种天然的按蚊共生肠菌——鹤羽田戴尔福特菌TC1(Dt);② Dt能稳定地在蚊子肠道中定植,该菌不影响蚊子生存适性,不会经叮咬传播,能持续抑制疟原虫在蚊子体内发育;③ 机制上,Dt通过分泌一种小分子抑制剂哈尔满碱,抑制蚊子肠道中雌性疟原虫配子的发育,哈尔满碱也可通过接触方式穿过蚊子角质层发挥抑制作用;④ 实地试验和模型研究表明,Dt有望用于疟疾控制。
Delftia tsuruhatensis TC1 symbiont suppresses malaria transmission by anopheline mosquitoes
2023-08-03 , doi: 10.1126/science.adf8141
Science[IF:44.7]
① 昆虫共生菌沃尔巴克氏体细菌基因组中的原噬菌体WO编码的细胞质不亲和因子A(CifA)和B(CifB)蛋白,能够分别作为核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶,在宿主昆虫精子发育过程中改变长非编码RNA和DNA,导致胚胎致死;② CifA通过降低精原细胞中重要的长非编码RNA水平,影响了精子形成过程中组蛋白向精蛋白的转变;③ CifA和CifB的作用会增强精子发育后期的DNA损伤,长非编码RNA的敲减可增强细胞质不相容性;④ 本研究揭示了原噬菌体蛋白通过改变果蝇精子发育过程中的长非编码RNA和DNA,引发父源性胚胎致死现象,为理解昆虫进化和病原体控制提供了新视角。
Prophage proteins alter long noncoding RNA and DNA of developing sperm to induce a paternal-effect lethality
03-07 , doi: 10.1126/science.adk9469
Science[IF:44.7]
① 清华大学程功和朱毅斌、云南省畜牧兽医科学院王静林与团队发表重要研究,发现一种分布于花蜜中的蚊子共生肠菌或可用于阻断黄病毒(一类蚊媒病毒)传播,为这类病毒的生物防控提供了新策略;② 研究者从我国云南省的野外白纹伊蚊肠道中分离出55种可培养细菌,其中Rosenbergiella_YN46能持续定植于蚊子肠道中,并使蚊子抵抗登革热病毒和寨卡病毒感染;③ 机制上,Rosenbergiella_YN46可分泌葡萄糖脱氢酶,在蚊子吸血时将葡萄糖转化为葡萄糖酸,使肠腔酸化,进而使病毒包膜蛋白失活,阻止病毒侵入肠上皮细胞;④ 分析Rosenbergiella_YN46在云南不同地区的分布情况表明,登革热低发病地区的白纹伊蚊的该菌携带率(52.9%~91.7%)明显高于高发病地区的(0%~6.7%);⑤ 半野外条件下,Rosenbergiella_YN46在野外蚊子中表现出有效的跨龄传递作用,阻断登革热病毒通过新成蚊传播。
A naturally isolated symbiotic bacterium suppresses flavivirus transmission by Aedes mosquitoes
04-19 , doi: 10.1126/science.adn9524
Nature Biotechnology[IF:33.1]
① 利用骨髓-肝脏-胸腺(BLT)平台构建无菌人源化小鼠(GF-BLT),并用来评估常驻菌群在人类特异性病毒EBV和HIV的获得、复制和致病过程中的作用;② GF-BLT小鼠的外周血和组织可由人类先天和适应性免疫细胞重建;③ 与GF-BLT小鼠相比,常驻菌群定植的常规(CV)-BLT小鼠可增加其EB病毒感染与肿瘤发生及粘膜HIV病毒的获取和复制;④ CV-BLT小鼠中HIV复制率、肠道CD8阳性T细胞活化水平更高,其常驻菌群也可控制肠道HIV靶细胞的水平。
A germ-free humanized mouse model shows the contribution of resident microbiota to human-specific pathogen infection
2023-08-10 , doi: 10.1038/s41587-023-01906-5
The Innovation[IF:32.1]
① 比较脂肪型宁乡猪和瘦肉型杜长大猪肌肉脂肪酸含量和组成差异,发现宁乡猪大理石纹评分和脂肪酸含量更高;② 将宁乡猪粪便微生物移植到杜长大猪体内,可显著提升其肌肉脂肪酸含量和肉品质,且肠道中罗伊氏乳杆菌显著富集;③ 通过培养组学分离到宁乡猪粪便来源的罗伊氏乳杆菌XL0930,其定植能显著促进杜长大猪肌肉脂肪酸的沉积;④ 宁乡猪肠菌主要是通过抑制SLC22A5表达来降低肉碱介导的脂肪酸β氧化,从而促进肌肉脂肪酸沉积、改善肉品质。
Obese Ningxiang pig-derived microbiota rewires carnitine metabolism to promote muscle fatty acid deposition in lean DLY pigs
2023-07-25 , doi: 10.1016/j.xinn.2023.100486
Cell Host and Microbe[IF:20.6]
① 共生菌解脲沙雷氏菌Su_YN1在蚊子肠道中的定植,需要该菌的AHL群体感应(QS)系统;② 蚊子吸血后,Su_YN1的QS合成酶SueI生成信号分子C6-HSL,C6-HSL与QS受体SueR结合,解除SueR对苯丙氨酸代谢基因簇的抑制作用(SuR直接结合该基因簇启动子);③ 这促进了苯丙氨酸向乙酰辅酶A的转化,从而驱动外膜囊泡生成,促使Su_YN1形成生物膜样聚集体,增强其对肠道的适应和定植;④ 暴露于C6-HSL的按蚊中,Su_YN1定植增加,提高了对疟原虫的定植抵抗。
Quorum sensing-activated phenylalanine metabolism drives OMV biogenesis to enhance mosquito commensal colonization resistance to Plasmodium
2023-09-21 , doi: 10.1016/j.chom.2023.08.017
Nature Microbiology[IF:20.5]
① 数百万年来,数百种肠道细菌进化支与灵长类物种平行多样化,但人类经历祖先共生菌的丧失;② 人类和非人灵长类的十个肠道细菌门显著共多样化;③ 非洲类人猿中检测到的共多样化分支约44%不存在人类可用的宏基因组数据中,约54%不存在工业化人类群体中;④ 相比之下,在非洲类人猿中检测到的非共同多样化分支中,只有约3%不存在人类中;⑤ 人和黑猩猩的共多样化进化支有一致的自然选择基因组特征,但功能内容与人类丢失的共多样化进化支不同。
Widespread extinctions of co-diversified primate gut bacterial symbionts from humans
2023-05-11 , doi: 10.1038/s41564-023-01388-w
Nature Microbiology[IF:20.5]
① 研究蜜蜂肠道微生物Snodgrassella alvi(Sa)肠道定植机制;② Sa无法代谢糖类,但可在仅含糖饮食的蜜蜂肠道中定植;③ 利用代谢组学、示踪剂和纳米级二次离子质谱技术,发现Sa利用宿主衍生的柠檬酸、甘油酸和3-羟基-3-甲基戊二酸进行生长;④ 同时,Sa还可将犬尿氨酸转化为间苯二酸来调节色氨酸代谢;⑤ 综上,宿主衍生的有机酸促进Sa在蜜蜂肠道中定植,揭示Sa在蜜蜂肠道内对特定代谢环境的适应性,为深入理解微生物与宿主共生关系提供了重要线索。
Host-derived organic acids enable gut colonization of the honey bee symbiont Snodgrassella alvi
01-15 , doi: 10.1038/s41564-023-01572-y
Nature Microbiology[IF:20.5]
① 诺如病毒是引起人类急性肠胃炎的主要病原微生物之一,常常在包括医院、餐厅、游轮、学校和托儿所等公共场所广为传播;② Nature Microbiology最新发表的研究采用恒河猴成功建立了人类诺如病毒感染的非人灵长类动物模型,为诺如病毒疫苗和相关疗法的开发提供了新的实验平台;③ 研究证明恒河猴对基因组不同的两种人类诺如病毒均有感染反应;④ 其感染后的病毒排泄时长、病毒进化、特异性免疫应答的诱导、再感染的易感性以及诺如病毒在空肠的优先复制等均与人类感染情况相似;⑤ 研究在感染期间只在小肠观察到轻微的病理特征变化和上皮细胞表面糖基化模式的变化;⑥ 但肠道活检在表达嗜铬素A的上皮细胞中检测到病毒蛋白和RNA,与人类感染情况一致。
A non-human primate model for human norovirus infection
02-06 , doi: 10.1038/s41564-023-01585-7
Nature Microbiology[IF:20.5]
① 对66名奶农和166头奶牛的鼻腔和粪便微生物组进行为期一年的纵向分析,探究农场工作者与牲畜之间微生物组和耐药基因组的动态关联性;② 将奶农的微生物群落还与60名年龄、性别和邮政编码匹配的没有农业动物职业暴露的人(非农民)进行了比较;③ 奶农的鼻腔细菌群落比非农场工作者更丰富多样,且奶农与同一农场的奶牛间在肠道微生物群落中有更多共享的微生物谱系;④ 这些共享的微生物与抗生素耐药基因有关,证明了人类和动物微生物群落的相互关联。
Longitudinal dynamics of farmer and livestock nasal and faecal microbiomes and resistomes
04-03 , doi: 10.1038/s41564-024-01639-4
National Science Review[IF:16.3]
① 收集内蒙古草原7种啮齿动物物种,探究不同饲养模式、饲料或空气温度下,肠菌差异与物种系统发育间关系;② 肠菌相似性树与宿主系统发育关系高度一致,受食物和环境温度影响较小,表明肠菌结构能反应宿主进化特征,具有系统发育共生模式;③ 热浪会引起动物核心菌群降低26%,荒漠物种代谢率受热浪影响较小,导致其代谢表型与肠菌间呈现不匹配关系;④ 啮齿动物代谢特征和代谢差异相似性树不具有物种发育关系,表现出对栖息地环境的趋同适应。
Phylogenetic signal in gut microbial community rather than in rodent metabolic traits
2023-07-28 , doi: 10.1093/nsr/nwad209
ACS Nano[IF:15.8]
① 以蜜蜂为模型生物,采用一种典型的蜜蜂RNA病毒以色列急性麻痹病毒(IAPV),评估纳米纤维素晶体(NCC)在抗病毒的效果;② 在实验室和田间,通过给感染IAPV的蜜蜂喂食不同剂量的黄麻NCC(JNCC),发现JNCC可减少IAPV增殖,改善肠道健康;③ JNCC可显著增加核心肠道细菌Snodgrassella alvi和Lactobacillus Firm-4的丰度;④ JNCC会促进脂肪酸和不饱和脂肪酸合成,加速嘌呤代谢,增加抗IAPV感染的抗菌肽和与Wnt和凋亡信号通路相关的基因表达。
Jute (Corchorus olitorius L.) Nanocrystalline Cellulose Inhibits Insect Virus via Gut Microbiota and Metabolism
2023-10-31 , doi: 10.1021/acsnano.3c06824
Nature Ecology & Evolution[IF:13.9]
① 追踪中国粉虱自然种群中爪哇虫草菌(C. javanica)和共生体立克次氏体(Rickettsia),发现Rickettsia从多尺度在频率和密度上与C. javanica呈正相关;② 施加C. javanica压力能明显抑制温室中粉虱密度,驱动Rickettsia在粉虱内的固定增加到100%;③ 暴露于 C. javanica孢子时,Rickettsia可抑制C. javanica的增殖并在粉虱中占据主导,从而提高粉虱存活率;④ Rickettsia可通过抑制增殖、传播和延缓死亡等,保护粉虱免受C. javanica的侵害。
Pathogens are an important driving force for the rapid spread of symbionts in an insect host
2023-08-10 , doi: 10.1038/s41559-023-02160-3
Nature Ecology & Evolution[IF:13.9]
① 中山大学施莽和吴未辰、华大研究院李俊桦和王达希、复旦大学李博及团队发表研究,探究多种蚊虫在不同生境下病毒的多样性、传播分布的影响因素及地理谱系特征;② 鉴定出393种蚊虫相关病毒,其中高达63%为潜在新种,包括3种潜在致病虫媒病毒新物种;③ 通过分析蚊虫所携带的病毒类型及数量,发现蚊虫个体和种群水平的病毒组成与宿主系统发育、气候、土地利用类型等因素密切相关;④ 不同地区蚊虫种群的遗传相似度与种群间共享的病毒物种数高度相关,提示蚊虫种群的扩散可能是病毒长距离传播和大尺度生物地理格局形成的重要驱动力。
Metagenomic analysis of individual mosquito viromes reveals the geographical patterns and drivers of viral diversity
03-22 , doi: 10.1038/s41559-024-02365-0
Nature Communications[IF:14.7]
① 基于无菌、单菌定植蜜蜂模型发现其肠道核心菌Snodgrassella alvi通过刺激免疫系统可降低中蜂微孢子虫寄生能力;② 转录组发现中蜂微孢子虫在感染期间可利用硫氧还蛋白和谷胱甘肽系统对抗氧化应激;③ 通过纳米颗粒介导的RNA干扰技术可抑制微孢子虫γGCS和TrxR基因表达,降低中蜂微孢子虫载量;④ 通过改造Snodgrassella alvi赋予其靶向递送dsRNA的能力,可在原位抑制微孢子虫硫氧还蛋白和谷胱甘肽系统相关基因表达,显著抑制微孢子虫侵染;
Engineered symbiotic bacteria interfering Nosema redox system inhibit microsporidia parasitism in honeybees
2023-05-20 , doi: 10.1038/s41467-023-38498-2
Nature Communications[IF:14.7]
① 通过分析477个培养细菌的基因组和宏基因组组装的基因组,研究蜜蜂肠道微生物群中生物合成基因簇(BGC)的多样性;② 鉴定了744个BGC,涵盖多个化学类别;③ 翻译后修饰肽的基因簇广泛分布在蜜蜂肠道中,但BGC类别在不同地理位置的不同蜜蜂物种中的分布差异很大;④ 鉴定出Gilliamella菌株编码一类新型硫肽样的核糖体合成翻译后修饰肽,其包含由10个氨基酸组成的活性核心肽段,具有对致病性蜂房蜜蜂球菌的抗菌活性。
Identification of peptides from honeybee gut symbionts as potential antimicrobial agents against Melissococcus plutonius
2023-11-24 , doi: 10.1038/s41467-023-43352-6
Nature Communications[IF:14.7]
① 蚊虫肠道共生菌解脲沙雷氏菌Su_YN1会在其肠道内产生大量的外膜囊泡(OMVs),Su_YN1分泌的AmLip蛋白并非游离存在,而是倾向与OMV结合形成OMV-AmLip复合物;② 在人和其它哺乳动物等宿主血液诱导下,产生的OMV会含有一些宿主血清脂质成分(如磷脂酰胆碱);③ 富含PC的OMV能够通过疟原虫的磷脂酰胆碱摄取途径被快速、特异地摄取进入疟原虫体内;④ 被携带的脂肪酶AmLip会转运到疟原虫细胞,实现对疟原虫的特异性靶向杀灭作用。
Outer membrane vesicles from a mosquito commensal mediate targeted killing of Plasmodium parasites via the phosphatidylcholine scavenging pathway
2023-08-24 , doi: 10.1038/s41467-023-40887-6
Nature Communications[IF:14.7]
① 分析了975个已发表的瘤胃宏基因组病毒序列,创建了全球瘤胃病毒组数据库(RVD),用于解析其物种多样性、病毒与宿主互作关系以及影响瘤胃功能的作用;② 相比IMG/VR V3,RVD含397180个种级病毒操作分类单位(vOTUs),极大提高了瘤胃病毒宏基因组的检出率;③ 大多数可分类的vOTUs属于有尾噬菌体目,与人类肠道中发现的vOTU不同;④ 瘤胃病毒组会感染核心瘤胃微生物组,包括纤维降解和产甲烷菌,携带多种辅助代谢基因可影响瘤胃生态系统。
Interrogating the viral dark matter of the rumen ecosystem with a global virome database
2023-08-29 , doi: 10.1038/s41467-023-41075-2
Nature Communications[IF:14.7]
① 利用BrdU结合定量成像方法追踪裸鼹鼠 (NMR) 和野生小鼠 (F1) 肠道成体干细胞ASC (Lgr5+) 的初始状态;② NMRs中Lgr5+细胞池扩大,且位于隐窝基部 (Lgr5+CBC),与寿命较短的F1相比,其分裂率较慢,但周转率与人类Lgr5+CBC细胞相似;③ NMR的Lgr5+CBC细胞通过延长细胞周期G1和G2期的停滞来降低其分裂率;④ NMRs中分化细胞比例更高,用于增强肠粘膜保护和功能,有效检测肠道环境中的化学失衡,在干细胞/祖细胞区触发强促凋亡、抗增殖反应。
Adult stem cell activity in naked mole rats for long-term tissue maintenance
2023-12-20 , doi: 10.1038/s41467-023-44138-6
Nature Communications[IF:14.7]
① 对不同地理种群野生非人类猿(大猩猩、黑猩猩和倭黑猩猩)和人类粪便进行宏基因组测序,推断人类肠菌在不同时间尺度上的分类和功能变化;② 非人类猿类中与人类相关类群和宿主特异性肠菌模式已被耗尽,表明随着宿主进化分歧,新的微生物进化支被广泛获得;③ 人类多样性普遍丧失与高人类发展指数相关,微生物和宿主间共系统发育模式在人类中也被破坏;④ 重复水平基因转移和基因丢失,以及对短暂微需氧条件适应在人类肠菌进化中发挥了作用。
Functional host-specific adaptation of the intestinal microbiome in hominids
01-06 , doi: 10.1038/s41467-023-44636-7
Nature Communications[IF:14.7]
① 中山大学的范朋飞和黄立南作为共同通讯发表最新研究,通过对6只野生长臂猿连续15个月的粪便样本和饮食行为数据分析,识别到39198个烈性噬菌体和温和噬菌体基因组;② 随着长臂猿从高果实饮食转向高叶子饮食,噬菌体种群的丰度出现季节性波动,特别是烈性噬菌体的增加以及温和噬菌体的减少;③ 功能分析揭示在高叶季节,温和噬菌体基因组上毒素-抗毒素基因通过水平基因转移富集,可能为其原核宿主提供优势;④ 噬菌体-宿主的生态动态是由尾丝和DNA引物酶基因在烈性和温和噬菌体基因组上的共同进化过程所驱动。
Eco-evolutionary dynamics of gut phageome in wild gibbons (Hoolock tianxing) with seasonal diet variations
02-10 , doi: 10.1038/s41467-024-45663-8
Nature Communications[IF:14.7]
① 通过非培养方法在陆龟中鉴定出三个新的深支系厌氧真菌属,这些属在大多数样本中占据了超过90%的序列;② 基于转录组学的系统发育和分子年代学分析表明,这些属在厌氧肠道真菌树中占据古老且深支系的位置,其进化分化时间估计为1.04-1.12亿年前;③ 陆龟相关的厌氧真菌(T-AGF)在植物多糖代谢能力方面有限,缺乏编码多个碳水化合物活性酶(CAZyme)家族的基因;④ 与哺乳动物相关的厌氧真菌相比,T-AGF基因组中水平基因转移的稀缺性导致了其降解能力的缩减和CAZyme组成的减少。
Anaerobic fungi in the tortoise alimentary tract illuminate early stages of host-fungal symbiosis and Neocallimastigomycota evolution
03-28 , doi: 10.1038/s41467-024-47047-4
Nature Communications[IF:14.7]
① 云南大学的祁斌团队发表文章,利用线虫模型,发现细菌肽聚糖(PGN)是一种启动食物消化的信号,提升线虫的自然适应力;② 筛选大肠杆菌突变体发现PGN是一种独特的食物信号,可以激活线虫消化不可食用的食物;③ 肠道中的糖基化蛋白BCF-1与细菌PGN相互作用,通过调节神经肽NLP-3释放,抑制线粒体未折叠蛋白反应(UPRmt);④ 激活UPRmt会阻碍食物消化,这一过程依赖于先天免疫p38 MAPK/PMK-1通路,而抑制PMK-1能够缓解bcf-1突变体的消化缺陷;⑤ 消化缺陷的bcf-1突变体线虫,自然适应能力降低;⑥ 该研究揭示PGN-BCF-1相互作用做为“触发食物消化的信号”,提高动物在自然界中的食物利用率,从而增强动物适应性。
Bacterial peptidoglycan acts as a digestive signal mediating host adaptation to diverse food resources in C. elegans
04-16 , doi: 10.1038/s41467-024-47530-y
Microbiome[IF:13.8]
① 基于439份大熊猫粪便样本长、短读长测序数据,构建大熊猫高质量肠道菌群目录(PandaGut,包含820个MAGs),其中64.5%属于先前未报道物种;② PandaGut含237万个独特基因,74.8%有完整开放阅读框,有利于挖掘物种功能潜力;③ 在野生和圈养熊猫种群中鉴定出三种肠型,分别以梭菌属、假单胞菌属和埃希氏杆菌属为特征;④ 野生熊猫表现出宿主遗传特异性的微生物结构和功能,提示宿主与肠菌存在共生关系,圈养熊猫群则编码更多的多重耐药基因。
PandaGUT provides new insights into bacterial diversity, function, and resistome landscapes with implications for conservation
2023-10-07 , doi: 10.1186/s40168-023-01657-0
Cell[IF:45.5]
① 分析来自4个栖息地的2443只蝙蝠、啮齿类和鼩鼱的器官和粪便的宏转录组,发现了669种病毒,包括534种新病毒;② 揭示出野生小型哺乳动物携带的病毒在不同宿主和器官中的分布、多样性和演化、宿主间和跨物种传播,及相关的生态驱动因素;③ 宿主种类(目)和样本大小是影响病毒组组成和病毒溢出模式的关键因素;④ 鼩鼱携带的病毒种类最多,包括大量无脊椎动物相关病毒,且呈多器官分布;⑤ 啮齿类动物携带的病毒有最高的跨宿主物种传播潜力。
Host traits shape virome composition and virus transmission in wild small mammals
2023-09-20 , doi: 10.1016/j.cell.2023.08.029
Science[IF:44.7]
① 清华大学程功和朱毅斌、云南省畜牧兽医科学院王静林与团队发表重要研究,发现一种分布于花蜜中的蚊子共生肠菌或可用于阻断黄病毒(一类蚊媒病毒)传播,为这类病毒的生物防控提供了新策略;② 研究者从我国云南省的野外白纹伊蚊肠道中分离出55种可培养细菌,其中Rosenbergiella_YN46能持续定植于蚊子肠道中,并使蚊子抵抗登革热病毒和寨卡病毒感染;③ 机制上,Rosenbergiella_YN46可分泌葡萄糖脱氢酶,在蚊子吸血时将葡萄糖转化为葡萄糖酸,使肠腔酸化,进而使病毒包膜蛋白失活,阻止病毒侵入肠上皮细胞;④ 分析Rosenbergiella_YN46在云南不同地区的分布情况表明,登革热低发病地区的白纹伊蚊的该菌携带率(52.9%~91.7%)明显高于高发病地区的(0%~6.7%);⑤ 半野外条件下,Rosenbergiella_YN46在野外蚊子中表现出有效的跨龄传递作用,阻断登革热病毒通过新成蚊传播。
A naturally isolated symbiotic bacterium suppresses flavivirus transmission by Aedes mosquitoes
04-19 , doi: 10.1126/science.adn9524
The Innovation[IF:32.1]
① 比较脂肪型宁乡猪和瘦肉型杜长大猪肌肉脂肪酸含量和组成差异,发现宁乡猪大理石纹评分和脂肪酸含量更高;② 将宁乡猪粪便微生物移植到杜长大猪体内,可显著提升其肌肉脂肪酸含量和肉品质,且肠道中罗伊氏乳杆菌显著富集;③ 通过培养组学分离到宁乡猪粪便来源的罗伊氏乳杆菌XL0930,其定植能显著促进杜长大猪肌肉脂肪酸的沉积;④ 宁乡猪肠菌主要是通过抑制SLC22A5表达来降低肉碱介导的脂肪酸β氧化,从而促进肌肉脂肪酸沉积、改善肉品质。
Obese Ningxiang pig-derived microbiota rewires carnitine metabolism to promote muscle fatty acid deposition in lean DLY pigs
2023-07-25 , doi: 10.1016/j.xinn.2023.100486
Cell Host and Microbe[IF:20.6]
① 共生菌解脲沙雷氏菌Su_YN1在蚊子肠道中的定植,需要该菌的AHL群体感应(QS)系统;② 蚊子吸血后,Su_YN1的QS合成酶SueI生成信号分子C6-HSL,C6-HSL与QS受体SueR结合,解除SueR对苯丙氨酸代谢基因簇的抑制作用(SuR直接结合该基因簇启动子);③ 这促进了苯丙氨酸向乙酰辅酶A的转化,从而驱动外膜囊泡生成,促使Su_YN1形成生物膜样聚集体,增强其对肠道的适应和定植;④ 暴露于C6-HSL的按蚊中,Su_YN1定植增加,提高了对疟原虫的定植抵抗。
Quorum sensing-activated phenylalanine metabolism drives OMV biogenesis to enhance mosquito commensal colonization resistance to Plasmodium
2023-09-21 , doi: 10.1016/j.chom.2023.08.017
National Science Review[IF:16.3]
① 收集内蒙古草原7种啮齿动物物种,探究不同饲养模式、饲料或空气温度下,肠菌差异与物种系统发育间关系;② 肠菌相似性树与宿主系统发育关系高度一致,受食物和环境温度影响较小,表明肠菌结构能反应宿主进化特征,具有系统发育共生模式;③ 热浪会引起动物核心菌群降低26%,荒漠物种代谢率受热浪影响较小,导致其代谢表型与肠菌间呈现不匹配关系;④ 啮齿动物代谢特征和代谢差异相似性树不具有物种发育关系,表现出对栖息地环境的趋同适应。
Phylogenetic signal in gut microbial community rather than in rodent metabolic traits
2023-07-28 , doi: 10.1093/nsr/nwad209
ACS Nano[IF:15.8]
① 以蜜蜂为模型生物,采用一种典型的蜜蜂RNA病毒以色列急性麻痹病毒(IAPV),评估纳米纤维素晶体(NCC)在抗病毒的效果;② 在实验室和田间,通过给感染IAPV的蜜蜂喂食不同剂量的黄麻NCC(JNCC),发现JNCC可减少IAPV增殖,改善肠道健康;③ JNCC可显著增加核心肠道细菌Snodgrassella alvi和Lactobacillus Firm-4的丰度;④ JNCC会促进脂肪酸和不饱和脂肪酸合成,加速嘌呤代谢,增加抗IAPV感染的抗菌肽和与Wnt和凋亡信号通路相关的基因表达。
Jute (Corchorus olitorius L.) Nanocrystalline Cellulose Inhibits Insect Virus via Gut Microbiota and Metabolism
2023-10-31 , doi: 10.1021/acsnano.3c06824
Nature Ecology & Evolution[IF:13.9]
① 追踪中国粉虱自然种群中爪哇虫草菌(C. javanica)和共生体立克次氏体(Rickettsia),发现Rickettsia从多尺度在频率和密度上与C. javanica呈正相关;② 施加C. javanica压力能明显抑制温室中粉虱密度,驱动Rickettsia在粉虱内的固定增加到100%;③ 暴露于 C. javanica孢子时,Rickettsia可抑制C. javanica的增殖并在粉虱中占据主导,从而提高粉虱存活率;④ Rickettsia可通过抑制增殖、传播和延缓死亡等,保护粉虱免受C. javanica的侵害。
Pathogens are an important driving force for the rapid spread of symbionts in an insect host
2023-08-10 , doi: 10.1038/s41559-023-02160-3
Nature Ecology & Evolution[IF:13.9]
① 中山大学施莽和吴未辰、华大研究院李俊桦和王达希、复旦大学李博及团队发表研究,探究多种蚊虫在不同生境下病毒的多样性、传播分布的影响因素及地理谱系特征;② 鉴定出393种蚊虫相关病毒,其中高达63%为潜在新种,包括3种潜在致病虫媒病毒新物种;③ 通过分析蚊虫所携带的病毒类型及数量,发现蚊虫个体和种群水平的病毒组成与宿主系统发育、气候、土地利用类型等因素密切相关;④ 不同地区蚊虫种群的遗传相似度与种群间共享的病毒物种数高度相关,提示蚊虫种群的扩散可能是病毒长距离传播和大尺度生物地理格局形成的重要驱动力。
Metagenomic analysis of individual mosquito viromes reveals the geographical patterns and drivers of viral diversity
03-22 , doi: 10.1038/s41559-024-02365-0
Nature Communications[IF:14.7]
① 基于无菌、单菌定植蜜蜂模型发现其肠道核心菌Snodgrassella alvi通过刺激免疫系统可降低中蜂微孢子虫寄生能力;② 转录组发现中蜂微孢子虫在感染期间可利用硫氧还蛋白和谷胱甘肽系统对抗氧化应激;③ 通过纳米颗粒介导的RNA干扰技术可抑制微孢子虫γGCS和TrxR基因表达,降低中蜂微孢子虫载量;④ 通过改造Snodgrassella alvi赋予其靶向递送dsRNA的能力,可在原位抑制微孢子虫硫氧还蛋白和谷胱甘肽系统相关基因表达,显著抑制微孢子虫侵染;
Engineered symbiotic bacteria interfering Nosema redox system inhibit microsporidia parasitism in honeybees
2023-05-20 , doi: 10.1038/s41467-023-38498-2
Microbiome[IF:13.8]
① 基于439份大熊猫粪便样本长、短读长测序数据,构建大熊猫高质量肠道菌群目录(PandaGut,包含820个MAGs),其中64.5%属于先前未报道物种;② PandaGut含237万个独特基因,74.8%有完整开放阅读框,有利于挖掘物种功能潜力;③ 在野生和圈养熊猫种群中鉴定出三种肠型,分别以梭菌属、假单胞菌属和埃希氏杆菌属为特征;④ 野生熊猫表现出宿主遗传特异性的微生物结构和功能,提示宿主与肠菌存在共生关系,圈养熊猫群则编码更多的多重耐药基因。
PandaGUT provides new insights into bacterial diversity, function, and resistome landscapes with implications for conservation
2023-10-07 , doi: 10.1186/s40168-023-01657-0