Jillian F Banfield

肠道微生物噬菌体婴儿

生命早期肠道微生物组的发育具有长期的健康影响，并且可能受到婴儿饮食等因素的影响。母乳低聚糖是母乳的重要成分，由一些有益的肠道微生物代谢，可确保适当的肠道微生物组建立和婴儿发育。然而，肠道微生物组如何代谢母乳低聚糖还尚未完全阐明。近日，加利福尼亚大学研究人员在Nature Communications发表最新研究，通过借助微生物共培养和宏基因组学技术，发现婴儿肠道物种活泼瘤胃球菌通过启动2'-岩藻糖基乳糖可释放乳糖促进双歧杆菌的生长，值得关注。

母乳低聚糖双歧杆菌研究论文基础研究肠道菌群

宏基因组信息

Nature子刊：菌群维生素合成——基于微生物联合体宏基因组信息的预测网络

Nature Communications 新发表的研究采用已发表的菌群宏基因组数据集与功能信息重叠，构建了一个基于相关性的网络，并用于分析预测菌群生物反应器-维生素的合成。研究证明对基于微生物联合体的宏基因组的网络分析的预测能力，可以用于识别支撑微生物群落结构和功能的互作。

宏基因组信息菌群维生素合成研究论文

宏基因组

基于菌株特异性法或可用于检测交叉样本的污染？

在高通量测序中，污染是不可避免的，虽然DNA提取试剂盒等外部污染源已经被广泛报道和调查，但来自研究本身的污染仍然被低估。近日，美国加利福尼亚大学研究人员在Microbiome发表最新研究，对于低生物量样品来说，污染尤其成问题，并且孔间污染比外部污染更难检测，是微生物组领域应该关注的问题。未来建议使用基因型特异性监测方法和阴性对照，以确保结果的完整性和可重复性。

宏基因组污染研究论文基础研究生物信息学

CRISPR系统

Cell：大量病毒存在CRISPR系统，或可助力挖掘更精简的Cas酶？

CRISPR-Cas系统最为人所知的作用是它可作为基因组编辑工具，自然界中40%的细菌和85%的古菌具有CRISPR-Cas系统。令人惊讶的是，部分噬菌体通过侵染原核生物会截取宿主细胞的基因组片段，进而保留下来逐渐修饰以更好地服务于病毒。近日，加州大学伯克利分校Jennifer Doudna和Jillian F Banfield及团队在Cell发表最新研究，通过基因组解析宏基因组学微生物组数据，发现了大约6000种具有CRISPR-Cas系统的噬菌体，进一步探究识别到部分噬菌体拥有属于Ⅴ型Casλ酶，体积约为Cas9的一半，能够编辑植物和人类细胞基因组，并且还兼顾了小型化和高编辑效率的优点，值得重点关注。

CRISPR系统噬菌体研究论文基础研究 CRISPR-Cas 系统

计算平台和环境

Nature：Robert C Edgar等开发Serratus可处理PB级序列并建立全球最大病毒组数据库

我们需要对病毒多样性进行全球监测，以改进对未来流行病的预测和预防，受高通量测序可用性增加的推动，序列分析的计算成本仍然很高，尤其是将短读长组装成重叠群，这限制了分析样本的广度。为了促进全球病毒发现，作者提出了一种替代的基于比对的策略，它比组装便宜得多，并且能够处理大量数据集，作者开发了用于超高通量序列比对的 Serratus 云计算基础设施，筛选了 570 万个生态多样化的测序文库或 10.2PB 的数据，识别地球的病毒组是为下一次大流行做准备的基本步骤。 (v0.3.0) 可在 https://github.com/ababaian/serratus上获取。

计算平台和环境数据挖掘乙型肝炎病毒宏基因组学 SARS-CoV-2

基因编辑

Nature子刊：如何对微生物群落进行基因编辑？

了解微生物基因功能依赖于遗传操作在微生物中的应用。然而，绝大多数细菌和古菌仍未培养，因此无法使用传统的遗传操作方法对这些生物及其相互作用进行研究。Nature Microbiology近期发表的研究成果，开发出一种方法，可以同时编辑不同微生物群落中的多个生物体的基因，这是编辑肠道或植物等微生物群落的第一步。在本研究中，研究人员首先开发了一种ET-seq（environmental transformation sequencing）方法，用于评估哪些微生物是可编辑的。接着利用RNA 引导的 CRISPR-Cas 转座酶在基因中添加“条形码”，进而实现基因的插入、跟踪，并评估插入的效率和特异性。利用该方法可以编辑微生物群落，并进一步理解和控制微生物群落。

基因编辑微生物群落

多组学揭示近平滑念珠菌对新生儿菌群的遗传和行为适应

近平滑念珠菌病是侵袭性念珠菌病的常见原因之一，尤其是在新生儿中，且其感染率逐年增加。目前对近平滑念珠菌的研究主要集中在其纯培养物中进行，目前尚不清楚其在菌群环境中的功能。发表在Microbiome上的这篇文章，利用鸟枪法宏基因组学、宏转录组学和宏蛋白质组学研究近平滑念珠菌在新生儿肠道和医院环境中的行为和进化，发现近平滑念珠菌在肠道与实验室环境中的功能的具有显著差异，造成医院菌株持续存在并转移到新生儿菌群，从而引发近平滑念珠菌感染。

细菌基因组

Nature子刊：分析微生物基因组群体内遗传多样性的软件inStrain

同一物种共存的微生物细胞往往表现出遗传变异，可影响从营养偏好到致病性的表型。在这里，作者介绍了inStrain这个程序，该程序使用宏基因组配对读长来分析整个基因组中的种群内遗传多样性（微生物多样性），并以一种具有微生物多样性意识的方式比较菌群，从而大大提高了以现有方法为基准的基因组比较的准确性。inStrain可以应用于任何宏基因组数据集，以进行微观多样性分析和严格的菌株比较。

细菌基因组泛基因组生物信息软件菌株多样性

巨型噬菌体

Nature新发现：巨型噬菌体！

噬菌体基因组通常较小。但Nature近期发表的文章发现了不同样本，如人类、动物和环境微生物组中均存在巨型噬菌体，其中最大噬菌体的基因组拥有73.5万对碱基，比许多细菌宿主的基因组还要大的多，甚至具备CRISPR/Cas系统，颠覆了传统认知。

巨型噬菌体 CRISPR基因编辑系统 Bacteriophages environmental microbiology metagenomics

坏死性小肠结肠炎（NEC）

Science子刊：诊断坏死性小肠结肠炎的潜在标记物

坏死性小肠结肠炎是一种肠道炎症疾病，可发展为肠坏死、败血症，并能造成婴儿死亡，但病因尚不明确。Science advances最近的研究，招募160名早产儿，分别对正常婴儿和患坏死性小肠结肠炎婴儿的肠道菌群进行了宏基因组分析，并用细菌复制速率、KEGG模块、次级代谢物基因簇等特征进行机器学习，鉴定出坏死性小肠结肠炎发生相关的可能因素，其中细菌增长速率为最强的预测因子。本研究结果或可用于坏死性小肠结肠炎的早期诊断及之后的微生物靶向治疗。

坏死性小肠结肠炎（NEC）克雷伯氏属肺炎克雷伯氏菌菌毛蛋白编码细菌细菌复制速率

肠道菌群建立

早产儿与婴儿病房内的真核生物

对于婴儿早期真核生物定植的研究相对较少。《Microbiome》近期发表研究，比较了早产儿和婴儿病房环境样品中的宏基因组数据，从中组装出14个新的真核基因组，显示真菌和其他真核生物在生命早期就可以定植于肠道中，病房环境真核生物不仅可能影响婴儿早期真核菌群的建立，也存在发生院感的风险。本文一定程度填补了生命早期共生真菌群建立的知识空白，值得参考。

肠道菌群建立 Eukaryotes Genome-resolved metagenomics Hospital microbiome metagenomics

噬菌体

Nature子刊：被忽视的巨大噬菌体

噬菌体对肠道细菌结构、营养分配、细菌进化等具有重要影响。本研究在哺乳动物肠道中发现了一种巨大噬菌体，该噬菌体的基因结构较特殊，可能拥有尚未被阐释的特殊生物特征，值得参考。

噬菌体肠道宏基因组巨大噬菌体肠道噬菌体 Xiaoyu Gao

土壤菌群

Nature：被严重低估的土壤细菌次级代谢产物

土壤细菌通过生物合成产生大量的次级代谢产物，与环境和其它生物进行互作。Nature本周发表一项研究，通过宏基因组学方法获得了近400个土壤细菌的基因组序列，鉴定出大量的新型生物合成基因，是潜在的抗生素和药物化合物的宝库，推荐专业人士关注。

土壤菌群宏基因组宏转录组酸杆菌门疣微菌门

宏基因组分析方法

Nature子刊：从宏基因组中复原基因组的新方法

Nature Microbiology上发表的一篇方法学文章，介绍了一种新的宏基因组分箱工具——DAS Tool，可用于分析各类宏基因组样品，包括人体肠道、水体、土壤的宏基因组数据。

宏基因组分析方法宏基因组分箱宏基因组生物信息学 Jasenka Zubcevic

早产婴儿

NC：住院婴儿肠道和病房大量共享菌株

这是一项研究住院婴儿及住院环境（病房）中的共有细菌菌株的研究，很明确几乎所有与婴儿肠道定殖相关的菌株都同时存在与婴儿肠道及医院病房中。这对于应对院内感染以及研究婴儿肠道菌群定殖规律都有重大意义，值得好好看看。

早产婴儿菌群定殖医院病房 Alexandra JR Carthey Alexandra JR Carthey

‘eukaryote-specific’ proteins

Nature：真核细胞部分蛋白和功能组件来源于古细菌？

Asgard archaea Lokiarchaeota cell origination cellular complexity ‘eukaryote-specific’ proteins

微生物基因组

NC：重构土壤含水层中2540个菌株基因组

研究土壤微生物的人很多，但要在NC上发，还是要有一些新东西，这篇文章，搞定了2540个几乎完整或完整的细菌菌株基因组，以量取胜[呲牙]

微生物基因组含水层系统地球生物化学过程

生命树（tree of life）

Nature微生物学：生命树新观

微生物的进化理论，要重塑么？

生命树（tree of life）进化

生物地球化学

微生物宏基因组揭示气候相关的地表下生物地球化学过程

① 宏基因组技术的发展使许多新的地表下的微生物及其在生物地球化学过程中的功能被发现；② 许多新发现的微生物有着极小的细胞体积及基因组，其代谢能力十分有限，需要与群落中的其他微生物共生；③ 许多新发现的微生物能够从水体催化温室气体（CO2,CH4和N2O）产生到达大气层，这些转化过程需不同代谢潜能的微生物合作；④ 气候变化与地表下微生物的相互影响值得关注，需结合基因组、转录组及蛋白组学技术探究地表下微生物互作的分子机制。

生物地球化学气候微生物宏基因组 Omry Koren