宏转录组学

宏转录组学已经成为解析微生物组数据的一种强大组学技术，但目前仍缺乏高性能的工具处理和滤掉低质量和潜在的污染物、对分类学和功能标签进行注释，整理并生成细菌基因表达谱。近日，加拿大多伦多大学研究人员及团队在MetaPro发表最新研究，开发了一种用于宏转录组学数据处理和分析的工具MetaPro（https://github.com/ParkinsonLab/MetaPro），该工具通过处理原始序列可快速实现分类、酶注释，并通过Cytoscape工具快速完成可视化，灵活度高、可扩展和可重复性强，值得关注。

MetaPro 宏转录组学研究论文基础研究生信工具

宏转录组学

应用宏转录组学破译人类微生物组的进展与挑战（综述）

宏转录组学（Metatranscriptomics）是一种越来越广泛应用于人类相关微生物群落特征分析的方法，它能够揭示与疾病状态相关的微生物活动。一篇发表在Trends in Genetics上的综述回顾了基于宏转录组学的人类相关微生物样本分析的原则和基本流程。通过宏转录组学，我们能够更全面地了解人类微生物群对健康和疾病的影响，为合理使用抗菌药物和疾病管理提供新的思路。

宏转录组学人类微生物组

基因组尺度代谢建模（GEM）

Cell子刊：宏转录组整合的基因尺度代谢建模

微生物通常都是以群落形式在影响着其生存环境，因此对于微生物所形成的微生态的研究有赖于对整个微生态的所有菌群及其代谢变化的深入的认识，特别是在特定条件下代谢变化的了解。然而，由于微生态中大多数微生物是不可以培养的，因此，目前该领域的研究最新的研究方法是基于宏基因组学的基因组尺度的代谢建模（GEM）。然而，该方法仅仅能揭示微生态中微生物组成和可能的代谢影响，由于基因表达调控受多方面的影响，因此不能实时反应微生态的代谢情况。近期一篇发表在Cell子刊，Cell Reports Mehods上的研究，建立了一种整合宏转录组学的基因组尺度的代谢建模的方法（CoCo-GEM，CoCo）。该方法将转录组的数据整合进入模型的建立，以期充分探究特定条件下微生态的代谢的变化，从而反应特定的生物学过程。研究人员进而对该方法进行了实际的验证，结果显示，建立的模型有效预测和模拟了实际的微生态的代谢变化。这一方法的建立进一步推进了不依赖培养的微生态系统建模研究，为进一步整合多组学进行GEM提供了范例。

基因组尺度代谢建模（GEM）宏转录组学整合宏转录组的基因组尺度代谢建模（CoCo）厌氧消化菌群落克罗恩氏病菌群失调

生态学

iMeta：中科院团队综述海洋RNA病毒圈的二十年研究

本综述中，作者总结了全球海洋RNA病毒圈的特征，并重点概述了RNA病毒的进化分类研究历史。除此之外，作者还总结了RNA病毒组学的研究方法及其主要进展。本综述不仅是为了深入了解海洋RNA病毒，还为今后开发更好的研究方法和探索海洋RNA病毒圈的进化起源和生态意义提供方向。

生态学海洋RNA病毒宏基因组学宏转录组学分类学

病原菌感染

施莽+安同庆等：用“全感染组”方法解析猪传染病的病因

全球养猪行业不断受到传染病的影响，导致大规模死亡、贸易限制和产量大幅下降。由于猪病的病种多、病原复杂、存在混合感染和隐性感染现象。目前，仅靠监测单一病原体不能充分体现病原感染的全貌，因此需要建立一种广谱的病原微生物监测技术平台。近日，中山大学施莽、农科院哈尔滨兽医研究所安同庆及团队在Microbiome发表最新研究，通过全感染组分析猪的病因，共检测到34种RNA病毒、9种DNA病毒以及多种细菌和真菌，发现多数发病猪体内普遍存在病毒、细菌或真菌的混合感染。此外，相比于单一病原体，使用多重病原体去解释大多数猪疾病的效果更好。总之，该研究为未来进一步防治猪传染病提供新参考。

病原菌感染宏转录组学研究论文基础研究其它哺乳动物（猪羊牛等）

移码校正

iMeta：南方科技大学夏雨组利用纳米孔测序揭示微生物可减轻高海拔冻土温室气体排放

该文章使用牛津纳米孔宏基因组测序和Illumina高通量RNA-seq技术，以青藏高原祁连山地区的3000、3500和4000米三个不同海拔高度的永久冻土活动层为研究对象，比较了融化期（8月采样）和冻结期（11月采样）的3500米冻土活动层的微生物代谢活动变化，以探究祁连山冻土活动层冻融循环中的微生物功能活性，研究发现冻土融化状态的增加促进了异养氮和甲烷代谢，但甲基单胞菌可以作为生物过滤器来减轻冻土融化过程中的甲烷排放。

移码校正全球变暖高海拔冻土宏转录组学纳米孔测序

肠道细菌

蜜蜂肠道细菌的共存机制

微生物群落中的成员之间存在着广泛的合作和竞争，特别是代谢能力相近的物种之间的资源竞争。目前，功能冗余的物种如何在肠道等微生态系统中共存尚不清楚。由于蜜蜂的肠道菌群复杂性较低，且在实验上易于控制，因此它们为研究宿主中的微生物相互作用提供了一个理想的模型。来自瑞士的科研人员在eLife上发表的一项研究发现，功能相近的四种乳酸杆菌在蜜蜂肠道中的共存是营养依赖型的，它们彼此之间糖代谢功能的差异可能是使这四个物种在花粉存在的情况下共存的关键因素。这些发现表明，通过分享宿主饮食中提供的不同营养，功能密切相关的细菌可以在肠道中共存。因此，蜜蜂和其他动物的饮食摄入差异可能会影响肠道细菌的多样性，并可能影响动物的健康。

肠道细菌蜜蜂微生物互作宏转录组学饮食-菌群互作

宿主-微生物互作

Nature Reviews：用RNA测序研究宿主-微生物互作（综述）

微生物及其宿主之间的互作，具有高度的情境依赖性，参与正常的组织功能和传染病病理。Nature Reviews Genetics发表的这篇综述，描述了RNA测序（RNA-seq）技术在宿主-微生物互作研究中的应用，包括跨物种和单细胞转录组学方面的进展。推荐专业人士参考学习。

宿主-微生物互作 RNA测序宏转录组学转录组学

结直肠癌

Cell子刊：大肠癌早期微生物变化具有潜在因果关系

肠道微生物群与结直肠癌（CRC）有关，但其在CRC发生之前的因果改变尚未被阐明。最新发表在Cell Host and Microbe的研究对CRC发生前微生物组的变化进行前瞻性评估。该研究证实，利用微生物组监测腺瘤的效果或许有限，但在结肠肿瘤中，这些早期微生物的变化存在潜在的因果关系。

结直肠癌 metagenomics metatranscriptomics human microbiome Lynch Syndrome

抗生素

Cell子刊：饮食可调节肠道菌群对抗生素的易感性

抗生素对肠道菌群的扰动程度，在不同个体间存在差异。Cell Metabolism发表的一项最新研究表明，抗生素可改变肠道内的代谢环境和菌群的转录应答，代谢环境的改变反过来又影响细菌对抗生素的易感性，因而通过饮食干预来调控肠道代谢，或能用来减少抗生素治疗造成的肠道菌群紊乱。

抗生素 metatranscriptomics metagenomics antibiotics Microbiome

菌群-宿主互作

猕猴慢性腹泻中的菌群-宿主互作机制

《Microbiome》近期发表的一项研究，通过粪便宏转录组学方法，分析了恒河猴特发性慢性腹泻（ICD）中的宿主和肠道菌群的基因表达变化，表明ICD肠道菌群中，致病菌基因表达增加、黏蛋白降解作用增强、对岩藻糖的利用发生改变，而宿主生成的岩藻糖基化黏蛋白，可被菌群中的潜在致病菌作为碳源或黏附位点所利用，从而促进疾病。这些发现对于研究肠道疾病中的菌群-宿主互作机制，有参考意义。

菌群-宿主互作慢性特发性腹泻 Colitis diarrhea Dysbiosis

微生物分类

Nature子刊：用单拷贝基因系统发育方法分析OTU

16S rRNA基因用于系统分类学研究的地位已经不稳了。之前就有研究人员通过单拷贝基因构建了新的生命之树（http://www.mr-gut.cn/papers/read/1087194889），发现有明显优势。《Nature Communications》近期发表研究，又进一步基于新的生命之树开发了mOTUs2菌群分析工具。随着宏基因组测序的不断发展，这种分析方法或许将成为菌群结构分析的标准动作之一，非常值得关注！

微生物分类菌群结构生物信息学工具宏基因组学生物信息学数据库

生物电化学系统

新观点：代谢无机硫化合物的古菌Ferroplasma可介导细胞外电子传递

新兴的微生物燃料电池技术（MFCs）利用电化学活性微生物氧化底物并将释放的电子转移到阳极，在极端酸性条件下可以利用MFC及极端微生物处理环境污染物。中间硫化物、硫单质、硫代硫酸盐和硫酸腺苷酸的氧化会释放出电子。在酸性自然环境中未被检测到已知的嗜中性微生物胞外电子转移（EET）相关基因，这突出了研究嗜酸微生物中EET机制的必要性。本研究为利用嗜酸微生物燃料电池处理酸性矿山排水（AMD）的无机硫化合物提供了理论基础。

生物电化学系统产电微生物 Ferroplasma 酸性硫杆菌宏基因组装配基因组

宏转录组学

肠道菌群对早期发育和孕晚期的代谢适应

目前对母婴菌群的研究大多集中在菌群组成分析上，EBioMedicine近期发表的一项研究，通过分析肠道菌群的宏转录组，揭示了婴儿早期发育和孕妇妊娠晚期的肠道菌群代谢功能特征。

宏转录组学 Gut Infant Metabolism metatranscriptomics

微生态学

Nature子刊：研究微生物，只靠多组学根本不够！

Nature Microbiology新文章明确提出，要结合多组学、培养和生态学的研究，我们才能准确掌握微生物和微生态的规律，很值得一看的文章，强烈推荐。

微生态学宏基因组学宏转录组学宏蛋白组学宏代谢组学