益知君 Prosci-Lab | Food Research International-假小链双歧杆菌生境适应性进化有何特点?

文摘   教育   2024-08-05 17:26   内蒙古  

<菌菌有约>科研版第45期

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本期看点

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图1  假小链双歧杆菌系统发育树(右图:去重组区域)

假小链双歧杆菌作为一种对人类健康有重要影响的本土肠道双歧杆菌,在调节宿主肠道微生物群和减轻代谢性相关疾病方面展现出一定潜力。基于基因组学的研究为其在种群基因组学水平上进一步阐明这一重要微生物群的遗传特征和形成机制提供了理论基础。近日,内蒙古农业大学乳品生物技术与工程教育部重点实验室在《Food Research International》(Q1, IF:7)杂志发表题为“Regional variation and adaptive evolution in Bifidobacterium pseudocatenulatum: Insights into genomic and functional diversity in human gut”的研究性论文。该论文重点概述来自中国、越南、日本和其他国家等不同种群的假小链双歧杆菌分离株在基因组岛和宿主环境驱动下的适应性进化。


内容要点

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1.  247株中国、越南、日本等地区人群肠道分离的假小链双歧杆菌进行基因组分析,发现与其他双歧杆菌物种(如双歧杆菌、长双歧杆菌和动物双歧杆菌)相比,假小链双歧杆菌种内具有较高的遗传异质性,系统发育树呈现放射状种群结构。

2.  同一地域个体的假小链双歧杆菌分离株遗传多样性降低,且系统发育树呈现区域聚类性,这表明不同人群肠道中发生了适应性进化。

3.  饮食在塑造肠道菌群的组成和影响本地肠道微生物的进化方面起着至关重要的作用,与越南分离株相比,参与植物源碳水化合物代谢的酶 (GH13GH43GH5)在中国和日本中更普遍。与此同时,同一地域中参与碳水化合物代谢的相关基因遗传变异趋势一致。这一观察结果与越南人口的饮食习惯随着时间的推移发生了显著变化的事实相一致。

4.  中国分离株基因组携带有大量tetW基因,而tetO在越南分离株中更为广泛,这些tet 基因大多分布在基因组岛中。此外,基因组岛数量与基因组大小和CDS之间存在显著的正相关。因此,由基因组岛介导的基因水平移动事件推动了地域间的巨大差异。

图2 假小链双歧杆菌碳水化合物酶相关位点突变率;碳水化合物相关基因的PCA分析


小菌君读后感

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不同地理来源个体分离株中碳水化合物代谢、抗生素抗性等相关基因的显著差异,特别是编码植物源性碳水化合物代谢(GH13、GH43和GH5)和耐药性(tetO和tetW)相关基因。重要的是,这些基因与可移动遗传元件密切相关,例如基因组岛。这些发现表明,来自不同地区人群的肠道假小链双歧杆菌通过基因转移经历了适应性进化,这可能是由饮食结构和生活方式的差异驱动的


第一作者:吴琼、李伟程
通讯作者:孙志宏 研究员
原文链接https://doi.org/10.1016/j.foodres.2024.114840
供稿:吴   琼
编辑孙雅如
审核:九卿臣



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