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9文聚焦动物菌群高分研究,国内团队硕果不断! | 热心肠日报

 mingxiaozi 2022-02-20

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今天是第2089期日报。

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国内团队Cell突破:野味动物的病毒组特征,及其与人类疾病的密切关系

Cell[IF:41.582]

① 用高通量宏转录组学方法,分析中国20省份的1941只野味动物(5个目、18个种)的病毒组;② 鉴定出102种能感染哺乳动物的病毒(覆盖13个病毒科),65种是新病毒;③ 21种病毒是对人和家畜有潜在高风险的病毒,果子狸携带“高危”病毒数量最多;④ 一些病毒可在野生动物和野味动物间跨物种传播,如果子狸中能检测到蝙蝠冠状病毒HKU8;⑤ 还检测到多种感染人类的病毒,受感染的动物有些有症状、有些无症状,需警惕人和野味动物间的双向病毒传播。

Virome characterization of game animals in China reveals a spectrum of emerging pathogens
02-15, doi: 10.1016/j.cell.2022.02.014

【主编评语】野味动物是指被交易和食用的野生或半野生动物。新冠疫情的大流行让人们重新重视起野味动物在新发传染病中的作用。Cell最新发表了南京农业大学粟硕教授团队与中山大学医学院施莽教授团队等的合作研究,对我国的18种野味哺乳动物进行了大规模的病毒组分析,鉴定出102种感染哺乳动物的病毒,包括21种“高危”病毒(可感染人类或跨物种传播)。这些发现凸显了交易/食用/密切接触野味动物的风险,强调了野味动物在传染病中的潜在驱动作用。(@mildbreeze)

刘庆友+陈卫华+滑国华Nature子刊:构建水牛肠道微生物基因组目录

Nature Communications[IF:14.919]

① 对不同消化道位置、地理位置、生长阶段、品种和性别的695份样品宏基因组测序,构建完整的水牛肠道微生物基因组目录;② 从58094候选宏基因组组装基因组(MAGs)中构建出4960个菌株级MAGs组建目录,约90%的MAGs在菌株水平未注释;③ 目录包含5862748个非冗余基因,其中20.7%为未知基因;④ 基于目录比较水牛不同消化道位置的菌种分布及功能,揭示水牛与瘤牛间微生物的组成差异及功能差异;⑤ 水牛肠道微生物基因组目录为后续研究奠定了基础。

The microbiome of the buffalo digestive tract
02-10, doi: 10.1038/s41467-022-28402-9

【主编评语】广西大学刘庆友、华中科技大学陈卫华和华中农业大学滑国华及团队在Nature Communications上发表文章,在国际上首次提供了完整的水牛肠道微生物基因组目录。该成果为水牛肠道菌群相关研究以及分析肠道菌群对水牛粗纤维消化率、产奶性状、生长速度等经济性状的影响提供了重要的数据基础和挖掘蓝图。(@solo)

浙江大学:奶牛瘤胃中,哪些菌群和细胞参与代谢纤维素?

Microbiome[IF:14.65]

① 纳入52 头泌乳中期奶牛(胎次=2.62 ± 0.91),其产奶量为 33.10±6.72 kg;② 基于49个牛胃样本组装分箱得到186个宏基因组组装基因组(MAG),同时鉴定了具有强纤维素/木聚糖/果胶降解能力的特定MAG;③ 基于3头奶牛,共20728个瘤胃上皮细胞的转录组,构建了由18个瘤胃上皮细胞亚型组成的瘤胃上皮单细胞图谱;④ IGFBP5+cg 样棘细胞特异性高表达 SLC16A1 和 SLC4A9,表明该细胞类型可能在 VFA 吸收起作用;⑤ 菌群与宿主细胞之间存在潜在串扰。

Investigation of fiber utilization in the rumen of dairy cows based on metagenome-assembled genomes and single-cell RNA sequencing
01-20, doi: 10.1186/s40168-021-01211-w

【主编评语】浙江大学孙会增团队研究成果。奶牛依靠瘤胃中的菌群代谢膳食纤维,生成挥发性脂肪酸,被特定细胞吸收利用。本文利用宏基因组挖掘手段,探究了代谢纤维素的瘤胃菌群;并采用单细胞RNA测序方法探究吸收这些代谢脂肪酸的上皮细胞种类。(@Bingbing)

浙江大学:多组学分析揭示奶牛饲料效率与瘤胃菌群的关系

Microbiome[IF:14.65]

① 纳入60头奶牛测定采食量,对其中18头(高饲料效率HiEf 、低饲料效率LoEf各9头)的瘤胃菌群进行宏基因组、宏转录组和代谢组分析;② 宏转录组比宏基因组更适合揭示奶牛瘤胃菌群功能与饲料效率的关系;③ 不同饲料效率的动物的瘤胃微生物互作模式不同,与LoEf相比,HiEf动物有更多更强的微生物关联,且月单胞菌属和琥珀酸弧菌科成员可能正向互作,可能是基石细菌;④ 6种瘤胃代谢物可用作代谢标记物区分HiEf和LoEf的微生物群,准确率95.06%。

Integrated meta-omics reveals new ruminal microbial features associated with feed efficiency in dairy cattle
02-16, doi: 10.1186/s40168-022-01228-9

【主编评语】浙江大学的刘建新和孙会增与团队,在Microbiome发表研究,结合宏基因组学、宏转录组学和代谢组学方法,揭示了与奶牛饲料转化效率相关的瘤胃菌群特征,为进一步优化奶牛养殖提供了理论基础。(@mildbreeze)

厦门大学:肠道菌群可作为鉴定鱼类宿主源标志物

Microbiome[IF:14.65]

① 纳入多批野生(n=212)和养殖(n=79)大黄鱼直肠样本,与野生个体相比,养殖个体具有更高alpha多样性和更低细菌负荷;② 两种来源的肠道菌群显示出差异和较高的批间变异,表现为嗜冷菌属在野生组中占优势;③ 肠道菌群和代表性分离株的功能预测能力在宿主来源方面存在差异,可能与两种来源的鱼类间潜在饮食差异有关;④ 基于肠道菌群的发散性和非随机组装的随机森林分类器,可稳健的追踪所有批次黄花鱼个体(包括新引入批次)的宿主来源。

Robust host source tracking building on the divergent and non-stochastic assembly of gut microbiomes in wild and farmed large yellow croaker
01-26, doi: 10.1186/s40168-021-01214-7

【主编评语】厦门大学郭峰和陈仕玺与团队的研究成果。由于基因信息的缺乏,很多鱼类的种类难以鉴定。本文以大黄鱼作为典型例子,基于野生和养殖大黄鱼肠道菌群,进行发散和非随机组装分析,论证了肠道菌群作为其鉴定其宿主源的潜力。(@Bingbing)

华南农业大学:母鸡饲养可帮助雏鸡抵抗禽流感

Microbiome[IF:14.65]

① 分析3个母鸡饲养组(HR)和1个单独饲养组(SR)的雏鸡泄殖腔拭子及母鸡羽毛、口咽拭子和泄殖腔拭子菌群组成;② 相比于SR组雏鸡,HR组雏鸡肠道菌群丰度和多样性更高;③ 母鸡羽毛、口咽拭子和泄殖腔拭子的菌群组成差异显著,羽毛菌群丰度和多样性更高;④ 与口咽菌群相比,母鸡羽毛和泄殖腔菌群对雏鸡肠道菌群的贡献更大;⑤ H9N2病毒感染后,在SR组雏鸡中的持续时间更长;⑥ 与SR组雏鸡相比,HR组雏鸡肠道菌群在H9N2病毒攻击后相对稳定。

Hen raising helps chicks establish gut microbiota in their early life and improve microbiota stability after H9N2 challenge
01-24, doi: 10.1186/s40168-021-01200-z

【主编评语】早期肠道微生物定植对鸡出生后的生长和免疫发育非常重要。鸡作为一种重要的家畜,在其进化史中一直由母鸡孵化和饲养。然而,目前养鸡场是以孵化场为基础的,鸡是在没有成年母鸡的情况下饲养的,因此母鸡和雏鸡之间的菌群传递被切断。这种喂食模式的转换对肠道菌群和相关免疫的影响目前并不清楚。来自华南农业大学的沈永义教授团队发表在Microbiome上的一项研究比较了母鸡饲养和单独饲养的雏鸡的肠道菌群组成及其对H9N2禽流感病毒耐受性的影响,促进了我们对肠道菌群在雏鸡早期生活中的保护作用的理解,并有助于改善商业家禽行业的雏鸡饲养。(@EADGBE)

益生菌及合生制剂影响虹鳟鱼的肠道菌群及代谢组

Microbiome[IF:14.65]

① 在饲料中添加益生菌和合生制剂,改变了虹鳟鱼的蛋白质效率和脂肪效率;② 在饲料中添加益生菌和合生制剂改变了虹鳟鱼的肠道菌群,中肠及远端肠道内容物中与鲑科鱼类相关支原体的相对丰度显著降低;③ 宏基因组学分析揭示,菌群的精氨酸合成和萜类主链合成途径的改变与支原体的存在直接相关;④ 喂食不同饲料的虹鳟鱼的肠道菌群组成差异与代谢组学的显著变化直接相关,包括脂质和类脂代谢产物、氨基酸、胆汁酸和类固醇相关代谢产物。

A multi-omics approach unravels metagenomic and metabolic alterations of a probiotic and synbiotic additive in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)
01-30, doi: 10.1186/s40168-021-01221-8

【主编评语】来自Microbiome上发表的一项最新研究结果,分析了在饲料中添加益生菌和合生制剂对虹鳟鱼的肠道菌群组成、功能及肠道代谢产物的影响。(@aluba)

Nature子刊:揭示水豚肠道菌群降解植物纤维素的强大能力

Nature Communications[IF:14.919]

① 用多组学方法分析水豚肠道菌群的组成、酶系统和代谢途径,阐明其如何解聚和利用植物纤维并转化为宿主能量源(短链脂肪酸);② 纤维杆菌门的非常规酶机制驱动了纤维素降解,拟杆菌门的多样化的碳水化合物活性酶(CAzyme)可以解决在禾本和水生植物中的复杂纤维素;③ 发现2个新的酶家族:GH173和CBM89,前者是一个β半乳糖苷酶的糖苷水解酶家族,后者是一个有独特结构的、能结合木聚糖的碳水化合物结合模块家族。

Gut microbiome of the largest living rodent harbors unprecedented enzymatic systems to degrade plant polysaccharides
02-02, doi: 10.1038/s41467-022-28310-y

【主编评语】水豚是现存最大的啮齿动物,以植物为食,通过其肠道共生菌群来分解利用难以消化的木质纤维素。Nature Communications发表的这篇研究,对水豚的肠道菌群进行了层层递进地解析,揭示了菌群降解植物纤维的酶系统。(@mildbreeze)

如何快速解码瘤胃微生物组CAZymes酶家族?

Microbiome[IF:14.65]

① 以苜蓿干草和玉米青贮作为选择性压力饲料,对牛瘤胃液进行RNA测序,发现了61个糖苷水解酶(GHs);② 选择压力促成牛瘤胃中木质纤维素降解细菌(如瘤胃丁酸弧菌)和3个GH家族的相对丰度提高2倍;③ 对其中GH11和GH45家族成员靶向功能分析筛选,建立了由1184个未定性酶组成的新蛋白参考数据库,鉴定出了18个假定的GH11和3个假定的GH45;④ 对分布广泛和丰度最高的木聚糖酶1异源表达、分离和纯化,确认了其木质纤维素分解酶的理化性质。

Accelerated discovery of novel glycoside hydrolases using targeted functional profiling and selective pressure on the rumen microbiome
2021-11-23, doi: 10.1186/s40168-021-01147-1

【主编评语】碳水化合物活性酶(CAZymes)是一组存在广泛,结构功能多样的酶家族。主要参与微生物对木质纤维素的分解、生物合成或修饰。Microbiome最新发表的文章,利用靶向功能分析和瘤胃微生物组选择压力,发现了CAZymes家族的新型糖苷水解酶。(@solo)

感谢本期日报的创作者:mildbreeze,Johnson,周梦情,九卿臣,用户942430508,Jack Chen

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