宏转录组测序

青藏高原益生菌通过缓解肠道菌群的氧化应激减轻小鼠铬酸盐的毒性

期刊：Communications Biology 影响因子：4.165 发表时间：2020年5月

食物中的重金属（HM）污染危害了人类的健康。最近一项研究表明肠道微生物基因组中出现重金属解毒基因，HM改变肠道微生物的组成和抗氧化功能，但其排毒机制尚未完全阐明。铬是一种常见的重金属污染。本文通过16S rRNA基因和宏转录组测序探究从青藏高原酸奶中分离出的乳酸双球菌菌株BT36对小鼠铬中毒的影响。

48只小鼠的肝、肾和小肠组织样本，1、3、5、6、20、30天的粪便样本

对六组小鼠的饮食分别进行以下处理，脱脂牛奶、含BT36脱脂牛奶、含XS40脱脂牛奶、Chow-Cr、Normal chow、Diet change，喂养三十天。在1、3、5、6、20、30天取粪便样本，通过16S rRNA基因和宏转录组测序分析。喂养结束后，取肝、肾和小肠组织进行检测分析。

1.BT36减少组织中CrD 积累，减少Cr诱导的组织损伤

BT36略微减弱了Cr(VI)诱导的小鼠体重变化，且在六组小鼠的食用量上没有观察到显著差异，说明生长速率的差异是由于Cr(VI)处理所致，而不是由于摄食所致。此外，Cr的摄入增加了组织和粪便中Cr的水平，补充BT36而不是XS40，有效地减少了Cr的积累，促进了其排泄。通过测定MDA、CAT和GSH-px水平，分析组织的氧化效应，结果表明，BT36在缓解cr诱导的肝氧化应激方面比XS40更有效。

2.BT36调节了Cr诱导小鼠肠道紊乱

16S rRNA基因测序结果表明，BT36逆转了Cr诱导的小鼠肠道微生物组成，聚类分析表明在BT36组的肠道微生物结果更接近于对照组，说明BT36缓解了Cr毒性。宏转录组测序进一步分析粪便微生物的活性，在进行BT36干预后，Eubacterium、norank_f_Lachnospiraceae、Helicobacter、Parabacteroids、Clostridium丰度全部或部分恢复，这些结果都证明BT36对肠道有恢复作用。

3. T36上调了与Cr修复有关的GM的DEGs

BT36恢复了788个基因的表达，其中包括34个固有的Cr修复相关基因。通过对10个BT36调控的未注释基因的功能分析，提示在肠道菌群中存在一种新的Cr还原基因。综上，BT36可以调节肠道菌群对Cr诱导的氧化应激的反应，并保护其免受Cr毒性。

Feng P, Ye Z, Han H, et al. Tibet plateau probiotic mitigates chromate toxicity in mice by alleviating oxidative stress in gut microbiota. Commun Biol. 2020;3(1):242. Published 2020 May 15. doi:10.1038/s42003-020-0968-3

基因组和转录组学研究红树林沉积物中新型产甲烷菌产甲烷潜力

期刊:Microbiome 影响因子:11.607 发表时间:2020年6月

产甲烷菌对全球甲烷平衡和碳循环至关重要。产甲烷菌的广古菌门目前分为一个纲和七个目，包括两个新的产烷菌类群，Methanofastidiosa和Methanomassiliicoccales，但对新产甲烷菌产甲烷了解较少。红树林是海岸湿地的重要组成部分，它们可将大气中二氧化碳以有机物形式储存起来，即“蓝色碳”。然而，红树林中不同产甲烷菌的代谢活性及其对甲烷生产的相关贡献仍不清楚。

深圳福田自然保护区红树林0 - 2、6 - 8、12 - 14、20 - 22、28 - 30 cm层的沉积物作为样本

利用宏基因组学和宏转录组学分析深圳福田自然保护区红树林沉积物样本。通过组装获得微生物基因组，注释并进行功能基因分析。

1.基因组重建

对宏基因组测序数据进行从从头组装和分箱，重建了13个产甲烷广古菌的MAGs。其中12个MAG的完整度从69.8％到99.4％不等，只有一个MAG的完整度仅为50.3％。

2. 红树林沉积物中产烷生物的系统发育和相对丰度

为了鉴定MAG谱系，基于16个核糖体蛋白、McrA蛋白序列和16S rRNA基因的串联序列构建了系统发育树（图1）。各层产甲烷菌中MM数量最多。与MM，MAGs 相比，MMA MAGs的丰度并不高，但根据宏转录组分析，它们是各层中最活跃的类群。MF和MS在所有层中均与其他产甲烷菌共存，但它们的相对丰度和活性相对较低。

3. 红树林沉积物中产甲烷发生的三个主要代谢途径的相对重要性

定量PCR分析显示，在五个采样的沉积物层中产甲烷菌的丰度存在显著差异。MAG注释揭示了甲烷生成的多种代谢潜力。确定了三个完整的代谢途径（氢营养型，乙酰碎裂和甲基营养型甲烷生成）（图2）。为了评估在垂直红树林沉积物剖面中甲烷生成的三种代谢途径的相对重要性，对相关基因的相对丰度和表达进行了评估。功能分析表明，自养氢营养甲烷化相关的基因的相对丰度高于各层的异养乙酸甲烷化或甲基营养甲烷化途径。此外，参与氢营养和甲烷营养甲烷生成的基因被高度表达（图3）。

Zhang CJ, Pan J, Liu Y, Duan CH, Li M. Genomic and transcriptomic insights into methanogenesis potential of novel methanogens from mangrove sediments. Microbiome. 2020;8(1):94. Published 2020 Jun 17. doi:10.1186/s40168-020-00876-z