周报 | 微生物重要期刊最新研究进展（20210419）

作者：杨超月

康奈尔大学生物医学工程系Ilana Lauren Brito于2021年4月12日在Nature Reviews Microbiology发表题为《Examining horizontal gene transfer in microbial communities》的文章，这篇综述的主要目的是综合各学科取得的进展。许多关于HGT的基本问题在不同的生态环境中都很常见：哪些基因最常被转移？哪些细菌之间？通过什么方式？在什么条件下？有什么障碍？以什么速度？即使是这里描述的最可靠的方法也不能全面捕获微生物群落中的所有HGT。本文概述的方法都面临着提高信噪比和提高灵敏度的挑战。然而除了检测问题之外，没有在群体中观察HGT的其他原因是基因流动的无数天然障碍。其中一些是众所周知的; 例如，限制性内切酶活性、不相容HGT机制、噬菌体吸附特异性和适应性CRISPR介导的免疫。随着微生物组研究在物种水平上更好地理解群落组装，更多的注意力将集中在仍然难以捉摸的基因流动方面。人们将越来越关注HGT，将其视为抗生素耐药性传播的驱动力，并了解提供重要生态服务的细菌群落如何适应不断变化的环境条件。

摘要：细菌通过水平基因转移 (horizontal gene transfer，HGT) 获得新的DNA，这一过程使生物体能够快速适应不断变化的环境条件，提供竞争优势，并可能改变其与宿主的关系。尽管HGT过程通常在实验室中探究，但我们从实验室实验中了解到的情况与我们从自然环境中了解到的情况(如人体肠道微生物群)之间存在惊人的脱节。通过一套全新可用的计算算法和实验方法，我们对正在转移的基因有了更广泛的理解，并开始了解HGT在自然微生物群落中的生态学。本综述主要关注这些新技术、以及它们可以解决的问题和局限性。随着这些方法的应用越来越广泛，我们开始认识到HGT在微生物群和HGT间断动态中可能存在的全部范围，特别是对外部刺激的反应。此外，我们更好地描述了移动基因元件的复杂选择压力以及它们与细菌宿主基因组相互作用的机制。

主题：宏基因组、微生物遗传学、微生物组、合成生物学

原名：Examining horizontal gene transfer in microbial communities

译名：研究微生物群落中的水平基因转移

期刊：Nature Reviews Microbiology

IF：34.209

发表时间：2021.4.12

通讯作者：Ilana Lauren Brito

通讯作者单位：康奈尔大学生物医学工程系

DOI号：10.1038/s41579-021-00534-7

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41579-021-00534-7

科研| Nature Microbiology ：肠道抑制梭状芽孢杆菌通过将神经递质与饮食和人源性脂肪酸结合来构建人GPCR配体

本文由花城编译

麻省理工学院生物工程系合成生物学中心Christopher A. Voigt等人于2021年4月12日在Nature Microbiology发表题为《Gut-inhabiting Clostridia build human GPCR ligands by conjugating neurotransmitters with diet- and human-derived fatty acids》的文章，本研究发现了一类来自梭状芽孢杆菌的基因簇，这些基因簇催化脂肪酸酰胺（FAAs）的形成，相关的FAAs要么是人类内源性FAAs，要么是其结构模拟物。在一项对人类相关细菌基因组的基因簇的调查中，这些基因簇表现突出，因为它们在肠道中普遍存在并高度转录，而且它们的化学产物也没有特征。本文证明了一种机制，即A蛋白将脂肪酸装载到T蛋白上，C蛋白将硫模板脂肪酸与游离胺结合。并且，本文开发了一种体外筛选方法，用于评估一组细菌、人类和饮食中衍生的脂肪酸和胺的结合能力。包括人类信号分子（油酰多巴胺）以及其他FAAs。研究发现月桂酰胺是EBI2-GPCR的拮抗剂，与其天然的氧化甾醇底物7α，25-二羟胆固醇（7α,25-OHC）竞争，其在维持共生微生物和免疫系统之间的内稳态以及控制炎症方面具有中心作用。经证实，月桂酰胺是由直肠真杆菌培养产生的，在人体肠道中高度转录，可以在人体粪便样本中检测到月桂酰胺的存在。这些数据表明梭状芽孢杆菌类NRPS酶利用饮食中常见的外源性底物来产生能够与人类GPCR相互作用的FAAs。