今天微生态汇总了上周微生物领域重要期刊最新的研究成果，包括Nature 子刊、Cell、FEMS Microbiology Reviews、Microbiome、ISME Journal、Microbiological Research等期刊。

   为了方便各位小伙伴研读，我们整理了这些文章对应的pdf文档，有需要的小伙伴可以免费领取文献包（限48h）。具体领取方式请参见文末。

Nature子刊

科研| Nature Methods：使用独特的分子标识进行Nanopore或PacBio高精度、长读长扩增子测序

本文由橙编译

  丹麦奥尔堡大学化学与生物科学系Mads Albertsen等人于2021年01月11日在Nature Methods发表题为《High-accuracy long-read amplicon sequences using unique molecular identifiers with Nanopore or PacBio sequencing》的文章，该研究基于现有的短读长高通量扩增子测序的局限性，开发了使用独特的分子标识进行Nanopore或PacBio高精度、长读长扩增子测序技术。通过将独特的分子标识符（UMIs）与纳米孔测序技术（Oxford Nanopore Technologies公司）或美国太平洋生物科学公司（Pacific Biosciences）的环状DNA测序技术相结合，能够产生大型基因组的高精度单分子序列，为微生物生态研究中新一代测序技术的研究提供了具有重要的应用参考价值。

摘要：对于当前的短读长测序技术而言，针对大型基因组的高通量测序仍然具有挑战性。在这里，作者报告了一种高通量扩增子测序方法，将独特的分子标识符 （UMIs）与纳米孔测序技术（Oxford Nanopore Technologies公司）或美国太平洋生物科学公司（Pacific Biosciences）的环状DNA测序技术相结合，能够产生大型基因组的高精度单分子序列。应用该方法对核糖体RNA进行扩增子测序（~4,500 bp）以及参考微生物群落的基因组测序（>10,000 bp）嵌合率小于0.02%。为了使分子标识符平均错误率小于0.01%，测序深度需要分别达到15× (ONT R10.3)、25× (ONT R9.4.1) 和3×（美国太平洋生物科学公司环状DNA测序），平均错误率分别为0.0042%、0.0041%和0.0007%。

原名：High-accuracy long-read amplicon sequences using unique molecular identifiers with Nanopore or PacBio sequencing

译名：使用独特的分子标识进行Nanopore或PacBio高精度、长读长扩增子测序

期刊：Nature Methods

IF：30.822

发表时间：2021.01.11

通讯作者：Mads Albertsen

通讯作者单位：丹麦奥尔堡大学化学与生物科学系

DOI号：10.1038/s41592-020-01041-y

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41592-020-01041-y

科研| Nature Microbiology：噬菌体受体Acinetobacter baumanniiare对抗菌素重新敏感

本文由茗溪编译 

   澳大利亚克莱顿莫纳什大学生物科学学院Fernando Gordillo Altamirano和Jeremy J. Barr等人于2021年1月11日在Nature Microbiology发表题为《Bacteriophage-resistant Acinetobacter baumanniiare resensitized to antimicrobials》的文章，该研究分离了8个噬菌体对抗临床A. baumannii ，通过对A. baumanniiare的临床分离株进行鉴定，并利用A. baumannii 感染的小鼠模型证明了噬菌体疗法是有效的。研究表明在抗噬菌体A. baumannii 菌株中胶囊多糖的整体生产存在重大缺陷，为重要病原体A. baumannii 开发新的治疗策略奠定了基础。

摘要：鲍氏不动杆菌Acinetobacter baumannii 是最重要的病原体，迫切需要研究和开发新的治疗策略，如噬菌体治疗。本研究对不动杆菌属Acinetobacter baumanniiare菌种的临床分离株分别进行了鉴定，鉴定出ΦFG02 和ΦCO01这2种噬菌体，并确定细菌胶囊是这些噬菌体的受体。噬菌体抗性突变体在负责包膜生物合成的基因中存在功能缺失突变，导致包膜丢失和噬菌体吸附中断。噬菌体耐药菌株对人类补体、β-内酰胺类抗生素和替代性噬菌体重新敏感，在体内表现出适应性下降。利用A. baumannii 感染的小鼠模型，本研究证明了噬菌体疗法是有效的。

原名：Bacteriophage-resistant Acinetobacter baumanniiare resensitized to antimicrobials

译名：噬菌体受体Acinetobacter baumanniiare对抗菌素重新敏感

期刊：Nature Microbiology

IF：15.54

发表时间：2021.1.11

通讯作者：Fernando Gordillo Altamirano&Jeremy J. Barr

通讯作者单位：澳大利亚克莱顿莫纳什大学生物科学学院

DOI号：10.1038/s41564-020-00830-7

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41564-020-00830-7

Cell

科研| Cell：感染训练宿主增强微生物对病原体的抵抗力

    美国国立卫生研究院国家过敏症和传染病研究所宿主免疫和微生物组实验室Yasmine Belkaid等人于2021年1月15日在Cell发表题为《Infection trains the host for microbiota-enhanced resistance to pathogens》的文章，在这项研究中，检查以前的感染可能会增强微生物群落定居的抵抗力，并且解剖潜在的分子机制将导致新型微生物群定向疗法的鉴定。研究结果表明，由短暂感染触发的宿主将磺酸牛磺酸用作营养物，促进微生物群对随后感染的长期抵抗力。

文章摘要：微生物群保护宿主免受感染，这一过程被称为定殖抵抗。感染本身如何影响这个基本过程仍然未知。在这里，我们显示来自先前感染宿主的肠道菌群对感染的抵抗力增强。这种长期的功能重塑与胆汁酸代谢的改变有关，导致利用磺酸牛磺酸的类群扩张。值得注意的是，单独供应外源牛磺酸就足以引起微生物群功能的改变并增强抗性。从机制上讲，牛磺酸促进微生物群产生硫化物，一种细胞呼吸抑制剂，这是许多病原体入侵宿主的关键。因此，药物隔离的硫化物扰乱了微生物群的组成，促进了病原体的入侵。总之，这项工作揭示了一个过程，通过这个过程，宿主在感染触发后，可以将牛磺酸作为一种营养物质来滋养和训练微生物群，促进其对后续感染的抵抗力。 

关键词：感染、牛磺酸、定殖抵抗

原名：Infection trains the host for microbiota-enhanced resistance to pathogens

译名：感染训练宿主增强微生物对病原体的抵抗力

期刊：cell

IF：38.637

发表时间：2021.01.15

通讯作者：Yasmine Belkaid

通讯作者单位：美国国立卫生研究院国家过敏症和传染病研究所宿主免疫和微生物组实验室

DOI号：10.1016/j.cell.2020.12.011

原文链接：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)31681-0

图文摘要

FEMS Microbiology Reviews

综述| FEMS Microbiol. Rev.：我们身体内表面的定居者-从出生到幼儿期影响肠道菌群的因素

本文由如风编译 

  丹麦技术大学国家食品研究所Tine Rask Licht等人于2021年1月11日在FEMS Microbiology Reviews发表题为《Settlers of our inner surface - Factors shaping the gut microbiota from birth to toddlerhood》的综述文章。本文从微生物生理学和生态学的角度入手，针对生命早期尤其是生命前三年这一重要的发育时间窗，对肠道微生物的来源、不同时期影响婴幼儿肠道菌群发育的物理化学（非生物）因素、营养物质等方面进行了综述，认为将婴儿纵向研究与菌群生长生理学基础研究以及生态模型相结合是至关重要的。这一研究对于探讨生命早期肠道菌群的影响因素、促进婴幼儿健康成长具有正面意义。

摘要：在生命的前三年，人类肠道内的微生物生态系统经历了一个不同于我们生命中其他任何时期这一系统所经历的过程。这个时间段被认为是一个非常重要的发育窗口，与成人肠道相比，在这段时间内，肠道微生物群的弹性要小得多，对外界和环境因素的反应要快得多。尽管高级生物信息学和临床相关性研究已成为人类微生物组研究的广泛重点，但基础的微生物生长生理学却很少受到人们关注，尽管它对了解生命早期肠道微生物群的发育起着举足轻重的作用。因此，在这篇综述中，我们将从微生物生理学和生态学的角度分析影响婴儿肠道菌群不同时期发育的因素。这些因素包括播种肠道环境的微生物来源，影响微生物生长的物理化学 (非生物) 条件，以及肠道微生物所需营养物质的可获得性。

原名：Settlers of our inner surface - Factors shaping the gut microbiota from birth to toddlerhood

译名：我们身体内表面的定居者-从出生到幼儿期影响肠道菌群的因素

期刊：FEMS Microbiology Reviews

IF：13.92

发表时间：2021.1.11

通讯作者：Tine Rask Licht

通讯作者单位：丹麦技术大学国家食品研究所

DOI号：10.1093/femsre/fuab001

原文链接：

https://academic.oup.com/femsre/advance-article/doi/10.1093/femsre/fuab001/6081092

ISME Journal 

科研| ISME Journal：环境压力破坏微生物网络的稳定性

本文由橙编译

   美国迈阿密大学生物系Damian J. Hernandez等人于2021年01月15日在ISME Journal发表题为《Environmental stress destabilizes microbial networks》的文章，本研究通过采集不同的环境压力胁迫梯度（2种土壤深度×3种环境类型）的土壤样品。结合分子生物学手段进行DNA提取及高通量测序及对处于不同的环境压力的微生物群落多样性及微生物网络特性进行研究。为微生物生态研究中微生物群落在不同环境压力胁迫下的网络结构、群落多样性及丰度特征和功能的研究具有重要的借鉴意义。

摘要：当前在全球范围内环境压力胁迫正逐渐增加，但我们仍然缺乏明确的观点来进一步说明环境压力胁迫如何破坏微生物群落及其提供的生态系统服务的稳定性。在本研究中，作者首次提出自然存在的微生物群落在持续的压力胁迫作用下，微生物群落表现出不稳定的网络特性的观点。通过评估佛罗里达灌丛生态系统中沿着40个压力梯度（海拔/水分利用率梯度）的土壤微生物群落多样性和结构变化，作者发现：（1）高胁迫下原核生物和真菌多样性下降，（2）网络稳定的微生物群落特性与环境压力之间存在明显的负相关关系。有趣的是，病原微生物的相对丰度沿着胁迫梯度下降，而寡营养微生物和共生微生物则随之增加。鉴于微生物群落在生态系统功能中所起的关键作用，作者的研究结果表明，环境压力胁迫的增加可能会破坏微生物群落的稳定性并破坏其生态系统服务功能。

原名：Environmental stress destabilizes microbial networks

译名：环境压力破坏微生物网络的稳定性

期刊：ISME Journal

IF：9.18

发表时间：2021.01.15

通讯作者：Damian J. Hernandez

通讯作者单位：美国迈阿密大学生物系

DOI号：10.1038/s41396-020-00882-x

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41396-020-00882-x

科研| ISME Journal：限制性蛋白质组分配影响竞争性群落模型中的微生物共存

本文由jacky编译

  帕多瓦大学的Leonardo Pacciani-Mori团队和康奈尔大学的Andrea Giometto团队于2021年1月11日在The ISME Journal共同发表题为《Constrained proteome allocation affects coexistence in models of competitive microbial communities》的文章，本研究关注微生物群落的种群动力学，在竞争性群落中将微生物生长与蛋白质组分配限制联系起来，提出了“消费者-蛋白质组-资源” (CPR) 模型用于描述介于经典消费者-资源模型和微生物新陈代谢生化模型之间的中等复杂程度的群落动态。考虑不同物种如何分配蛋白质组来调节养分吸收的群落动力学数学模型，可以为微生物群落的生态特性 (即种群动态和物种共存) 和它们的细胞内特性 (即新陈代谢和基因表达) 之间的联系提供新的见解。

文章摘要：微生物群落无处不在，在许多自然过程中起着至关重要的作用。尽管微生物群落对环境、工业和人类健康具有重要意义，但微生物群落动态的许多方面我们仍无法定量了解。最近的实验表明，微生物群落的结构和组成与群落中物种的新陈代谢相互交织，这表明在用种群动力学方法描述微生物群落时，必须考虑细胞水平上的属性，如细胞蛋白质组资源的分配。在这项工作中，作者根据蛋白质组分配如何影响微生物生长的实验证据，重新定义了最常用于模拟竞争性生态系统中种群动态的理论框架之一，MacArthur消费者-资源模型。这个新的模型框架使我们能够描述介于经典消费者资源模型和微生物代谢生化模型之间的中等复杂程度的群落动力学，解释了在多种资源存在的情况下，受生长和蛋白质合成限制的时间变化的蛋白质组分配，同时保留了对系统动态的分析。作者首先用一个简单的实验表明，蛋白质组的分配需要被考虑到，才能正确理解即使是最简单的微生物群落的动态，如两个细菌竞争同一个资源。随后，作者对他们的消费者蛋白质组-资源模型进行了解析和数值研究，以确定允许多个物种在具有任意数量的物种和资源的系统中共存的条件。

原名：Constrained proteome allocation affects coexistence in models of competitive microbial communities

译名：限制性蛋白质组分配影响竞争性群落模型中的微生物共存

期刊：The ISME Journal

IF：9.18

发表时间：2021年1月11日

通讯作者：Leonardo Pacciani-Mori 和 Andrea Giometto

通讯作者单位：帕多瓦大学 和 康奈尔大学

DOI号：10.1038/s41396-020-00863-0

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41396-020-00863-0

Microbiome

科研| Microbiome：气相生物滤池中低剂量臭氧处理可提高群落多样性和稳健性

本文由jacky编译

  清华大学席劲瑛团队于2021年1月12日在Microbiome发表题为《Low-dosage ozonation in gas-phase biofilter promotes community diversity and robustness》的文章，本研究通过微生物多样性，功能预测，和微生物共存网络分析对降解高浓度甲苯的生物滤池进行研究。研究揭示了臭氧处理对生物滤池微生物群特征的影响，表明提高臭氧微生物群对有机酸的代谢活性可以改善生物滤池长期运行中存在的毒性积累问题。对大规模生物滤池的整体性能的改善具有重要的借鉴意义。

摘要：在处理气态挥发性有机化合物 (VOC) 的生物过滤系统中，臭氧处理可以缓解堵塞和压降问题，同时保持去除性能。但是臭氧对生物滤池微生物群在生物多样性、群落结构、代谢能力以及与性能相关的优势类群方面的影响在很大程度上仍不清楚。本文研究了两个并行运行的处理高浓度甲苯的生物滤池，其中一个作为对照，另一个暴露于低剂量 (200 mg/m³) 臭氧中。研究了两个群落的微生物多样性、不同碳源的代谢率、功能预测和微生物共存网络。结果表明：臭氧处理后的微生物群落的生物多样性持续提高了30%以上，氨基酸和羧酸的整体代谢能力增强。与抗逆性和生物膜形成能力有关的物种的相对丰度显著增加，预测的生物途径发生了一系列变化，包括中间体降解途径的改变；而ASVs和属与性能指标的相关性表明，甲苯降解微生物的多样化。群落共存网络显示，臭氧处理使平均路径距离和平均介数减小。结论：主要降解微生物与臭氧处理后的性能变化高度相关。微生物生物多样性的增加，加上包括有机酸在内的多种碳源代谢性能的改善，可以解释为什么在生物量减少的情况下，生物滤池的臭氧处理通常会出现一致的性能，同时避免长期运行中的酸积累。微生物群中耐压微生物的增多，加上共生网络的分散，表明臭氧处理不仅可以缓解堵塞问题，而且还可以提供一个对全尺寸生物滤池中的负荷冲击更稳健的微生物群。

关键词：生物滤池、臭氧处理、共存网络、微生物多样性、甲苯降解

原名：Low-dosage ozonation in gas-phase biofilter promotes community diversity and robustness

译名：气相生物滤池中低剂量臭氧处理可提高群落多样性和稳健性

期刊：Microbiome

IF：11.607

发表时间：2021.1.12

通讯作者：席劲瑛

通讯作者单位：清华大学

DOI号：10.1186/s40168-020-00944-4

原文链接：

https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-020-00944-4

Microbiological Research

综述| Microbiological Research：内生微生物在农业、生物技术及医药等领域的应用 

本文由许茜编译

   韩国岭南大学生命与应用科学学院生物技术系Junhyun Jeon等人于1月12日在Microbiological Research发表题为《Applications of endophytic microbes in agriculture, biotechnology, medicine, and beyond》的文章，内生菌不仅是生物制剂的原料来源，也是生物勘探的原料来源。对于全球粮食供应压力不断增加、气候变化、环境污染、抗生素耐药性感染日益增多等严峻问题，内生菌可能至少提供部分解决方案。因此，本研究综述了内生菌在农业、医药和工业领域的应用现状和潜力。此外，简要讨论了未来几年内生菌及其代谢产物在不同领域的潜在应用应关注的研究目标。

文章摘要：内生菌是植物微生物组的重要组成部分。其中一些在植物发育和植物对病原体和非生物胁迫的响应中扮演重要的角色，而另外一些则产生有用或有趣的次生代谢产物。对内生菌通过基因和分子相互作用影响植物表型和产生有用化合物能力的认识，为利用这些能力在植物、人类和生态系统的健康和福祉中的运用奠定了基础。本研究综述了内生菌在农业、医药和工业领域的应用现状和潜力。此外，我们还简要讨论了未来几年内生菌及其代谢产物在不同领域的潜在应用应关注的研究目标。

关键词：农业、应用、生物技术、内生菌、医药

原名：Applications of endophytic microbes in agriculture, biotechnology, medicine, and beyond

译名：内生微生物在农业、生物技术及医药等领域的应用

期刊：Microbiological Research

IF: 3.970

发表时间：2021.01

通讯作者：Junhyun Jeon

通讯作者单位：韩国岭南大学生命与应用科学学院生物技术系

DOI号：10.1016/j.micres.2020.126691

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/s0944501320305590

免费领取方法

关注《微生态》公众号，扫码联系微生态老师18（微信号M18018711790），备注《周报-微生物最新研究进展文献包（20210118）》，即可获得文献包。

你可能还喜欢

1. 2020年度回顾 | 微生态环境微生物类微文大合辑
   

2. 2020年度回顾 | 微生态人体/动物微生物类微文大合辑

3. 2020年度回顾 | 技术贴合辑大放送

   
   

了解更多菌群知识，请关注“微生态”。

阅读原文

• 不看此公众号

微信扫一扫
关注该公众号