平均IF＞48，五篇长综述火力全开，深刻剖析微生态！| 热心肠日报

今天是第2033期日报。

Nature Reviews：肠道微生物组的宿主特异性（综述）

Nature Reviews Microbiology[IF:60.633]

① 系统共生模式或重现宿主系统发育的微生物群落关系，可洞悉微生物组与宿主的相互作用；② 系统共生的驱动因素包括宿主与微生物间的相互作用，其基础是群落的分散、选择、竞争、多样化和漂移的生态组合过程；③ 系统共生现象在鸟类和两栖动物中并不普遍，而昆虫、海绵动物和哺乳动物则表现出系统共生关系；④ 哺乳动物的系统共生，是胎生、哺乳、胎盘、真兽类免疫系统共同进化的独特组合的结果，这保证了确定的微生物组组装。

Host specificity of the gut microbiome
05-27, doi: 10.1038/s41579-021-00562-3

【主编评语】Nature Reviews Microbiology近期发表的综述文章，总结了有助于系统共生的微生物群落组装模式。就整个微生物群而言，系统共生不那么普遍，因为微生物组在整个动物界分类丰富。有趣的是，哺乳动物似乎是这种模式的一个例外。尽管在分类学上有丰富的微生物群落，哺乳动物通常表现出系统共生，这一例外或是哺乳动物性状独特组合的结果，这种组合加强了多个个体群落组装过程的影响。（@nana）

Nature Reviews：用全基因组学解析宿主与菌群的互作（综述）

Nature Reviews Genetics[IF:53.242]

① 全基因组学是一种将真核宿主与相关微生物的遗传特征结合起来进行研究的方法；② 应分别从宿主、微生物宏基因组和环境三个方面，考虑全基因组学研究的五个核心问题：复杂性、变量控制、基因组分辨率、时空分辨率、解释变量vs响应变量；③ 多种组学方法可为全基因组学研究提供不同层面的信息；④ 全基因组学可用于解析宿主-微生物群互作中的多个关键问题，如环境和宿主遗传因素在塑造微生物群中的贡献、宿主-微生物互作对宿主适性的影响等。

Disentangling host–microbiota complexity through hologenomics
10-21, doi: 10.1038/s41576-021-00421-0

【主编评语】全基因组学（Hologenomics，或称“共生总基因组学”）研究旨在通过对宿主基因组和微生物群宏基因组的综合分析，进一步解析宿主-微生物群的相互作用。Nature Reviews Genetics发表的这篇长综述，讨论了设计全基因组学研究的关键考虑因素，并概述了这些研究可以解决的重要生物学问题。（@mildbreeze）

Nature Reviews：用RNA测序研究宿主-微生物互作（综述）

Nature Reviews Genetics[IF:53.242]

① RNA-seq技术以其单核苷酸水平的高分辨力成为研究宿主-微生物相互作用的主要技术；② 真核生物和细菌在转录组特征和RNA-seq方案上存在共性和差异；③ 跨物种RNA-seq方法包括宏转录组学、互作转录组学等；④ 针对宿主或细菌的单细胞RNA-seq技术进入感染生物学领域，从单细胞水平来理解细胞异质性的决定作用；⑤ 未来应拓展RNA-seq的研究范围（非编码RNA、RNA修饰）、提高灵敏度，转录组学与功能基因组学等数据结合将帮助对抗传染病和微生物疾病。

Cross-species RNA-seq for deciphering host–microbe interactions
02-17, doi: 10.1038/s41576-021-00326-y

【主编评语】微生物及其宿主之间的互作，具有高度的情境依赖性，参与正常的组织功能和传染病病理。Nature Reviews Genetics发表的这篇综述，描述了RNA测序（RNA-seq）技术在宿主-微生物互作研究中的应用，包括跨物种和单细胞转录组学方面的进展。推荐专业人士参考学习。（@mildbreeze）

Nature Reviews：微生物如何在寄生-共生的区间内演化和转变？（综述）

Nature Reviews Microbiology[IF:60.633]

① 微生物能快速演化，沿着寄生-共生的连续体发生转变，可用系统发育推论和实验进化来评估；② 对已有遗传变异和新生突变的选择、广泛的遗传改变（基因水平转移、基因丢失、基因组重排），是微生物沿连续体演化的机制；③ 新宿主、传播机会、群落中的互作物种、宿主对微生物的控制等则是其驱动因素；④ 微生物与宿主互作的结果是情境依赖的，与营养、温度、群落组成等因素有关；⑤ 微生物可停留在连续体的两端，与传播途径和营养作用有关。

Microbial evolution and transitions along the parasite–mutualist continuum
04-19, doi: 10.1038/s41579-021-00550-7

【主编评语】共生互作对于宿主生物可以造成中性、有害或有益的影响。Nature Reviews Microbiology发表的这篇综述中，作者讨论了宿主-微生物共生体沿着寄生-共生连续体的演化转变、其背后的机制、选择压力以及常见研究方法。（@mildbreeze）

微生物驱动的共生功能体遗传变异（综述）

FEMS Microbiology Reviews[IF:16.408]

① 共生功能体（宿主+微生物组）的遗传变异发生在宿主和微生物组的基因组中，可从两个角度研究：可观察的变异和带来变异的过程；② 可观察的变异涉及微生物组的基因变异，以及共生功能体中的微生物多样性（包含核心和非核心的微生物组/微生物基因）；③ 微生物驱动的遗传变异过程包括获取新微生物、增加/减少特定微生物、基因水平转移、基因突变；④ 共生总基因组变异的机理是以趋利避害为原则，基因组之间的相互作用和进化也非常复杂。

Microbial driven genetic variation in holobionts
04-30, doi: 10.1093/femsre/fuab022

【主编评语】FEMS Microbiology Reviews发表的这篇综述，以肠道微生物组为主体，探讨了微生物在共生功能体（holobionts，由宿主及其微生物组组成）遗传变异中的驱动作用，认为从环境中获得新的微生物以及微生物之间的水平基因转移，是共生功能体中遗传变异和进化的主要模式。（@mildbreeze）

从微生物的角度看微生物-宿主关联的演化（观点）

Trends in Microbiology[IF:17.079]

① 微生物在宿主和环境之间的传播存在于很多共生关系中；② 理解微生物群-宿主关联，需考虑微生物在双相（适应宿主、适应环境）生命周期中的演化；③ 微生物的双相生命周期包括进入宿主、在宿主内生存、被宿主排出、在环境中生存四个阶段，这些共同塑造了微生物的适性；④ 基于此提出一个与基本传染数R0（反映病原体适性）有关的数学框架，来综合衡量微生物适性；⑤ 微生物通过多种演化策略应对双相生命周期中的传播瓶颈。

Evolution of Microbiota–Host Associations: The Microbe’s Perspective
03-02, doi: 10.1016/j.tim.2021.02.005

【主编评语】微生物群与宿主的关联在自然界中无处不在，人们常常用以宿主为中心的视角来研究这些共生关系。Trends in Microbiology发表的这篇观点文章则提出，应从微生物的角度来微生物-宿主关联，微生物在宿主和环境间切换的双相生命周期很可能塑造了微生物-宿主关联的起源，微生物在其整个生命周期中的综合适性可能是驱动共生的一个关键。（@mildbreeze）

Nature子刊：微生物组扩展了宿主的进化潜力（观点）

Nature Communications[IF:14.919]

① 微生物组可以扩展宿主的遗传库，影响宿主性状的遗传性，进而影响宿主表型进化；② 基于宿主-微生物组互作，提出由宿主遗传变异、微生物组遗传变异、环境变异组成的宿主数量遗传学模型；③ 微生物组变异通过2种方式影响宿主进化潜力：改变宿主的平均表型，改变种群中的宿主表型变异性；④ 实验进化、结合数量遗传学中使用的研究方法，会帮助我们理解微生物组如何塑造宿主表型分布、遗传模式，以及对宿主进化轨迹的影响。

The microbiome extends host evolutionary potential
08-26, doi: 10.1038/s41467-021-25315-x

【主编评语】微生物组是决定宿主表型的一个关键因素。Nature Communications发表的这篇观点文章，提出应将微生物组整合到数量遗传学模型中，以研究微生物组对宿主进化潜力的影响，并讨论了具体例子和研究方法。（@mildbreeze）

Cell子刊：量化细菌在小鼠肠道内的快速演化和传播

Cell Host and Microbe[IF:21.023]

① 将用DNA条形码标记的191个大肠杆菌菌株引入无菌小鼠，追踪菌株的动态变化；② 初期不同菌株呈现较均匀的定植，但之后很快出现优势菌株的扩张和更替，食粪性使同笼小鼠呈现相似的菌株变化模式；③ 宏基因组学和细菌全基因组测序表明，一组有适性优势的细菌运动和代谢相关基因突变被重复选择，并证实了宿主间的菌株传播；④ 群体遗传学模型预测显示，菌群在宿主间的每天迁移率~10%；⑤ 抗生素处理使小鼠菌株多样性降低，并刺激了菌株传播。

Quantifying rapid bacterial evolution and transmission within the mouse intestine
09-01, doi: 10.1016/j.chom.2021.08.003

【主编评语】Cell Host and Microbe发表的一项研究，在菌株水平上，量化分析了细菌在小鼠肠道内的定植动态以及选择和传播规律，并估算出每天约有10%的肠道细菌在小鼠间发生转移。这些发现强调了在肠道菌群的演化过程中，环境传播与菌株选择之间的相互作用。（@mildbreeze）

蜜蜂肠道细菌的共存机制

eLife[IF:8.14]

① 四种乳杆菌（L.apis，L.helsingborgensis，L.melliventris，L.kullabergensis）在花粉饲养而非果糖饲养的蜜蜂体内可稳定共存，与体外培养结果一致；② 宏转录组分析发现，四种乳杆菌在花粉存在时，上调自身多种碳水化合物代谢及转运功能，分别代谢花粉中不同的碳水化合物，这与体外培养结果一致；③ 引入新的乳杆菌对该共生关系影响不大，花粉存在与否仍起决定性作用；④ 通过代谢组学分析发现，四种乳杆菌在类黄酮和糖代谢上存在差异。

Niche partitioning facilitates coexistence of closely related honey bee gut bacteria
07-19, doi: 10.7554/eLife.68583

【主编评语】微生物群落中的成员之间存在着广泛的合作和竞争，特别是代谢能力相近的物种之间的资源竞争。目前，功能冗余的物种如何在肠道等微生态系统中共存尚不清楚。由于蜜蜂的肠道菌群复杂性较低，且在实验上易于控制，因此它们为研究宿主中的微生物相互作用提供了一个理想的模型。来自瑞士的科研人员在eLife上发表的一项研究发现，功能相近的四种乳酸杆菌在蜜蜂肠道中的共存是营养依赖型的，它们彼此之间糖代谢功能的差异可能是使这四个物种在花粉存在的情况下共存的关键因素。这些发现表明，通过分享宿主饮食中提供的不同营养，功能密切相关的细菌可以在肠道中共存。因此，蜜蜂和其他动物的饮食摄入差异可能会影响肠道细菌的多样性，并可能影响动物的健康。（@EADGBE）

感谢本期日报的创作者：Jack Chen，黄思思，圆滑的铁勺，拍了花宝贝，Johnson

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