水平基因转移

工程细菌可被设计为细胞生物传感器，主要通过对特定代谢物或病原体做出反应来检测疾病。Science最新发表的这项研究报告了一种新方法，基于贝氏不动杆菌具有天然感受态（可通过水平基因转移摄取外界DNA）的特性，构建用于检测人类DNA特定突变的工程细菌，并以大肠癌中常见的致癌突变为例进行了概念验证，表明用该方法构建的工程菌可以在大肠癌小鼠肠道中检测游离肿瘤DNA。

合成生物学工程菌水平基因转移游离DNA检测结直肠癌

婴儿肠道菌群

Cell：母亲菌群塑造孩子肠道菌群的新机制

生命早期的肠道菌群组成和功能受多种因素的影响。其中，源自母亲的微生物垂直传递是孩子早期肠道菌群的重要来源。Cell最新发表了来自Broad研究所Ramnik Xavier团队的研究，发现了一种新的母婴垂直传递模式，即未在婴儿中定植的母体肠菌能通过水平基因转移，影响婴儿肠道菌群的组装和代谢潜力。

婴儿肠道菌群母婴菌群传递水平基因转移肠道代谢组

非抗生素类药物

非抗生素药物也可促进微生物群落发生水平基因转移？

水平基因转移（HGT）在抗生素耐药性传播和细菌群落进化中起着至关重要的作用，结合（相比转化和转导）是抗生素耐药性传播最具特征的途径。目前，对于非抗生素药物是否也会促进微生物群落间发生水平基因转移仍未知。近日，澳大利亚昆士兰大学研究人员在Microbiome发表最新研究，发现非抗生素药物（卡马西平、布洛芬、萘普生和普萘洛尔），也会促进微生物群落间发生基因转移，一些条件致病菌（不动杆菌和军团菌属等）更容易获得多重耐药质粒。总之，该研究拓展了我们对非抗生素药物促进耐药基因传播的认知，值得关注。

非抗生素类药物水平基因转移研究论文基础研究耐药基因转移

可移动遗传元件

Cell子刊：一类可移动遗传元件，或帮助拟杆菌在肠道中获得竞争优势

由可移动遗传元件（MGEs）的水平转移，促进形成了人类肠道微生物组的功能和基因组多样性。一些MGEs编码的的基因，可能帮助细菌进行自我防御（如抗生素抗性），或提高细菌竞争资源（如维生素）的能力。维生素B12和相关化合物（类咕啉）是使肠道菌群中的拟杆菌成员定植的关键营养物质。Cell Reports发表的这项研究，从拟杆菌中鉴定出一类MGEs，编码了拟杆菌中的维生素B12转运体，并通过体外和体内实验证明了水平基因转移在塑造拟杆菌对B12等营养小分子的竞争中的重要性。

可移动遗传元件拟杆菌门肠道菌群水平基因转移维生素12

人工甜味剂

人工甜味剂促进细菌抗生素耐药的新机制

人工甜味剂能促进抗生素耐药基因（ARG）通过水平转移在细菌间发生传播，此前研究表明接合作用其中的一个机制，但尚不清楚人工甜味剂是否通过自然转化机制影响ARG水平转移。The ISME Journal近期发表的一项研究对该问题进行了探索，并提示人工甜味剂能对细菌造成类似抗生素的作用。

人工甜味剂食品添加剂水平基因转移抗生素耐药基因

菌群内互作

肠道固有菌群抑制病原菌生长、定植及抗生素耐药性进化

复杂微生物群落中微生物间的相互作用可能通过资源竞争抑制某种细菌的生长和抗生素抗性进化，但也可能通过抗性基因的水平转移加速抗性进化。此外，细菌通过接合亦可获得抗生素耐药性。目前尚不清楚二者之间是如何平衡的。发表在《PLoS Biology》上的一项研究表明，肠道固有微生物可抑制病原菌生长，并抑制接合作用介导的水平基因转移和削弱因染色体突变而获得抗性的突变体的适应性，从而抑制抗性进化。

菌群内互作水平基因转移突变抗性质粒适应性突变

肺炎链球菌

Cell子刊：感受态抑制剂阻止抗性基因传播

抗生素耐药性感染是全球公共卫生的主要威胁。某些用于治疗肺炎链球菌（Sp）感染的抗生素可促进其感受态形成和外源DNA摄取，从而加大了其成为多药耐药株的风险，因此亟需开发新的方法防止耐药性扩散。发表在Cell Host & Microbe的一项研究鉴定了一系列Sp感受态抑制剂，通过抑制细菌质子动力防止其感受态形成进而减少水平基因转移。研究表明，该作用方式与抗生素不同，细菌无法通过突变获得对感受态抑制剂的抗性。该研究为防止毒力因子和抗性基因的传播提供了新的策略。

肺炎链球菌感受态抑制剂 antibiotic resistance horizontal gene transfer Streptococcus pneumoniae

病毒鉴定

Nature：宏基因组学解析巨病毒的多样性及与宿主的相互作用

巨病毒（Giant virus），属于核质大DNA病毒（nucleocytoplasmic large DNA viruses, NCLDVs），基因组可以达到几个兆碱基大小，病毒体甚至比小细胞生物体尺寸类似甚至更大。这些病毒能够广泛地感染从原生生物到动物等一系列真核生物。但是目前关于巨病毒的了解还仅限于与原生生物和藻类共生的病毒分离株。发表在《Nature》上的一项研究，基于目前公开的众多宏基因组数据，重建了2000多种NCLDV基因组，并分析了其分布模式、代谢特点及与宿主的相互作用。该研究为未来巨病毒的研究提供坚实的基础理论和广泛的资源，为巨病毒多样性以及其与宿主的相互作用提供了更为全面的分析和见解。

病毒鉴定核质大DNA病毒宏基因组水平基因转移代谢重编程

肠道菌群演化

Nature子刊：用Hi-C技术追踪人体肠道菌群的演化和水平基因转移

《Nature Microbiology》发表的这项研究，通过Hi-C技术鉴定了肠道微生物组在十年间的变化，包括附属元件（非核心基因元件）的大量交换和核心基因组的适应性进化。

肠道菌群演化 Hi-C 水平基因转移

水平基因转移

Cell：让细菌不用获得耐药基因也能具有耐药性的新机制

自然转化（NT）是微生物中发生水平基因转移的主要机制，能促进抗生素耐药性和毒力因子的传播。《Cell》发表的这项研究，揭示了细菌在NT期间发生同源重组的时间和空间动态变化，说明除了直接获得新的DNA序列，NT还能促进一种不依赖于遗传物质传递的表型遗传，这些为揭示抗生素耐药性传播提供了新启示。

水平基因转移 horizontal gene transfer natural competence genetic transformation genetic competence

微生物-宿主互作

南京农业大学：共生细菌Wolbachia与稻飞虱的互利共生机制

微生物广泛存在于地球的各种生态环境中，包括昆虫体内。经长期共进化，许多微生物与昆虫逐渐形成密切的共生关系，并丧失在体外生存的能力。但目前对于这种共生关系形成的分子机制知之甚少。稻飞虱是水稻上的重要害虫，以刺吸水稻等植物的汁液为生。植物汁液中富含糖分，但缺少氨基酸、维生素等营养物质。除了直接刺吸危害水稻以外，它们还能传播病毒病害，严重影响水稻产量。传统的化学防治不仅造成了稻飞虱的抗药性问题，也引起了环境污染、农药残留等问题。因此，寻找更为有效且环境友好的治理稻飞虱问题的方法就显得尤为重要。发表在《The ISME Journal》上的研究发现，共生细菌沃尔巴克氏菌（Wolbachia）能够通过合成维生素B7（生物素）和B2（核黄素）来补充稻飞虱食料中所缺少的维生素，进而提高稻飞虱种群的增长。基因组水平的系统进化分析推测Wolbachia的生物素合成途径可能从另一种Cardinium细菌水平转移而来。该项工作揭示了共生细菌Wolbachia与稻飞虱互利共生的进化机制，为研究昆虫与共生微生物互作提供了新的视角。

微生物-宿主互作共生细菌稻飞虱 Wolbachia 生物素

海洋菌群

以海神之名：确立全球含量最丰富的 II 类古菌的分类地位

II 类海洋(Marine Group II，MGII)古菌是海洋表面含量最丰富的浮游古菌。本文基于宏基因组进化分析等方法，为此类古菌定名、拟定族谱等，为将来的相关研究打下良好基础。

海洋菌群古菌群海洋宏基因组水平基因转移

水平基因转移

人体共生原核生物的水平基因转移（综述）

水平基因转移（horizontal gene transfer，HGT）在生物界中普遍存在，特别是在原核生物中。原核生物之间的HGT通过使遗传物质（和潜在的新表型）的交换和获得成为可能，加速了表型的多样化，在细菌的进化过程中发挥重要作用。目前已在人类不同身体部位的共生细菌之间检测到了HGT，并且发现肠道菌群拥有最大数量的HGT事件。HGT与特定生态位中的共生体（holobiont）表型的关系是一个有趣和重要的科学问题。发表在《Microbiome》上的一篇综述文章，列举了最近在人体共生的原核生物中发现的一些显著的水平基因转移现象，同时从生态进化的角度分析了它们对共生体的潜在影响，并以幽门螺旋杆菌（H.pylori）为例，表明HGT在人类健康中的积极作用。

水平基因转移 Co-evolution DNA transfer HGT Helicobacter pylori

MinION纳米孔测序

香港理工：MinION纳米孔测序用于研究致病菌抗性质粒的多态性

香港理工大学团队的一项研究中，采用了MinION单分子测序平台研究了沙门氏菌抗性质粒中的异质性。在单分子水平上，接合质粒可能含有不同拷贝数的可移动元件，可被看成非典型的质粒组。这一研究展示了单分子测序的独特优势。

MinION纳米孔测序水平基因转移沙门氏菌可移动遗传元件（MGEs）接合转移

昆虫共生菌

Nature子刊：共生菌保护甲虫卵

共生微生物及其产物可以赋予宿主特殊的保护机制。本文发现Lagria甲虫的共生菌伯克霍尔德菌可保护甲虫卵免受土壤中致病真菌的侵害，该共生菌很可能通过基因横向转移获得拉格酰胺的表达能力，而拉格酰胺的很可能参与并促进共生菌防御机制。本研究指出了共生菌对宿主的又一有益作用，并强调了基因水平转移在生物适应环境过程中的作用，值得专业人士关注。

昆虫共生菌防御性蛋白水平基因转移 Leonard C Harrison Leonard C Harrison

耐药性

Nature子刊：耐药质粒的水平转移是耐药菌流行的主因

水平基因转移（HGT）在抗菌剂耐药性的传播中发挥重要作用，Nature Communications上发表的最新研究对从病人体内分离出的多个志贺氏杆菌属物种/亚种进行分析，发现耐药质粒的HGT促进了致病菌株的流行。

耐药性志贺氏杆菌水平基因转移

饮用水

Microbiome：抗生素抗性基因在全球饮用水中普遍存在

这是香港大学研究团队近期在Microbiome上发表的对全球不同城市的饮用水样本中的抗生素抗性基因（耐药基因）的大样本量分析成果，结果很值得关注，尤其是发现中国河南省的相关基因丰度最高，一定程度显示了我国应对抗生素耐药性的严峻形势。

饮用水水平基因转移抗性组抗生素耐药基因 antibiotic resistome

水平基因转移

FI：肠道菌群之间的水平基因转移（综述）

肠道菌群之间可通过水平基因转移应答包括饮食在内的外界影响，值得食品、益生菌研发者关注。

水平基因转移 Yue Ba Tongkun He

抗生素耐药

EST：如何有效监测、评估和减少抗生素耐药性传播？

这是Environmental Science & Technology[IF：6.198]关于有效缓解抗生素耐药性传播的观点文章，很有深度，值得好好读一读。

抗生素耐药丰度多样性可移动遗传因子水平基因转移

转基因大米

PLoS One：评估转基因大米T1C-1的安全性

评估转基因大米的安全性，是非常重要的食品安全保障，为此，在水平基因转移、致敏性及肠道菌群方面对转基因大米T1C-1进行食品安全评估，有什么结果呢？看看本文。

转基因大米食品安全致敏性肠道菌群水平基因转移

细菌

TM：细菌是智能手机，迁移基因是APP？

绝对吸引人眼球的标题，这是Trends in Microbiology上的一篇惊艳的文章，很值得看一看。我们对细菌的了解，恐怕要多点心，水平基因转移无处不在，你如何准确掌握细菌的特性和功能？好好看看这篇文章，会有启发的。

细菌迁移基因水平基因转移 Robert Riley Thomas W Jeffries

抗生素

【耐药专题】Nature子刊：抗生素可能不会显著促进水平基因转移

① 通常认为抗生素可促进水平基因转移，其调控水平基因转移的机制仍未知；② 该研究通过在抗生素介导的选择存在或不存在的状态下，对接合动力学进行定量分析，以求解决这个问题；③ 发现最广泛使用的亚致死浓度的抗生素不会显著增加接合效率；④ 建模和实验结果表明，接合动力学取决于抗生素介导的选择，它可以促进和抑制结合动力学；⑤ 抗生素促进水平基因转移的贡献可能被高估，这些发现有助于设计有效的抗生素治疗方案和评估抗生素使用的风险。

抗生素水平基因转移接合动力学接合效率 Annette Fagerlund