Cell强势开启真菌组研究新篇章

图片

人体消化系统中居住着各种各样的微生物,包括细菌、古菌、病毒和真菌。除了肠道细菌外,肠道真菌也是肠道健康微生物群的重要组成部分,过去10多年的微生态研究主要聚焦在细菌/古菌,真菌还属于暗物质,完全没有系统性认识。5月21日,《Cell》正刊在线发表题为“A genomic compendium of cultivated human gut fungi characterizes the gut mycobiome and its relevance to common diseases”的研究论文,强势开启了肠道真菌组研究新篇章!

研究方法

本研究收集135份健康人的粪便样本,通过培养组学和宏基因组测序,分析人肠道中的可培养的真菌数据集(CGF),进而分析肠道真菌的功能、代谢特征以及与常见疾病之间的关系,并通过动物实验进行验证。进一步分析1.1万个人类粪便宏基因组数据,揭示了中国和非中国人群的肠道真菌群落结构特征。

图片

图1 全文摘要

主要研究结果

1、可培养的真菌数据集(CGF)

本研究收集135名健康志愿者的粪便,通过富集分离培养获得12,453株真菌分离株,根据系统发育多样性和菌丝形态选择744株进行全基因组de novo测序,共获得760个真菌基因组,形成CGF目录。CGF包括48个科的206个物种,其中69种是以前未被发现的物种。CGF使肠道真菌物种基因组增加了4倍多。研究者还构建了206个真菌的全基因组系统发育树。

图片

图2 人类肠道培养的206种真菌的全基因组系统发育

2、CGF基因组在肠道中的功能

研究者对CGF基因组的核心功能进行了表征,并量化了不同CGF物种的体外初级代谢产物的生产。真菌降解可发酵底物和合成次生代谢物的功能在人肠道环境的生态适应中发挥关键作用。本研究对760个CGF基因组中的碳水化合物活性酶(CAZymes)进行了深入分析,共预测到532,809个cazyme,进一步确认了肠道真菌在代谢纤维素、半纤维素、淀粉和果胶中的关键作用。研究还鉴定到22,762个次级代谢基因簇(SMGCs),提示在真菌次生进化动力学中水平基因转录发挥着重要作用。

图片

图3 CGF功能概况综述

3、CGF初级代谢物概况

研究者对CGF物种中的199个菌种进行了体外靶向代谢组学分析,共测定了241种初级代谢物的绝对浓度,进一步分析了常见代谢物在不同门之间的浓度差异。随机森林模型评估功能性基因组编码能力对代谢物浓度的影响,发现部分代谢物的浓度主要由基因组的功能编码能力决定。

图片

图4 CGF初级代谢物概况

4、CGF和PHF目录描述肠道菌群

本研究结合多种方法的优势设计了一个新的算法,测试发现当宏基因组数据量达到2000 - 5000万读长可达到饱和。研究者将CGF目录与公开的人类相关真菌(PHF)基因组资源结合起来,分析公开发表的1.1万个人类粪便宏基因组数据,揭示了中国和非中国人群的肠道真菌组结构特征。

图片

图5 通过CGF和PHF目录描述肠道菌群

5、CGF与常见疾病有关

研究者进一步分析了肠道真菌与常见疾病之间的关系,发现肝硬化、精神分裂症和年轻CRC患者的真菌多样性显著增加。多变量分析显示疾病类型强烈影响人类的真菌组变化模式。使用Wilcoxon秩和检验进行疾病对照比较,确定了522个不同的真菌差异标签,包括109个科水平、171个属水平和242个种水平的标签,可覆盖多种疾病。

图片

图6 常见疾病中的肠道菌群特征和真菌特征

6、IBD患者的真菌特征

为了验证IBD的肠道真菌标签,研究者选择了9个培养菌株(2种在IBD富集、4种IBD缺失和3种不显著物种),并将其移植到野生型小鼠中,以评估它们对葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎的生物学效应。发现2种IBD富集的物种显著加重了小鼠的结肠炎,3种真菌(在IBD缺失和不显著物种)可缓解小鼠的结肠炎,研究者通过分离其发酵过程中的次生代谢物,进一步探究这些真菌的作用途径,发现无环倍半萜类起关键作用。

图片

图7 IBD相关真菌特征及对结肠炎的生物学效应

思考与展望

(1)人类肠道宏基因组前期数据是否可以探索真菌组?

本研究结合多种方法的优势设计了一个新的算法,该算法通过考虑读长与真菌物种特异性和共享基因的比对来实现真菌宏基因组分析,当有效reads达到2000 - 5000万即可分析样本种的真菌。

有宏基因组数据的老师注意啦~现有数据再分析,再来一篇SCI。凌恩生物已经准备好CGF和该算法了,你还在等什么?

(2)本研究聚焦人肠道真菌,那么动物肠道、环境真菌组的研究应该会有一波高潮

必然会有,微生态的研究焦点终于轮到真菌了,您是否有想法呢?凌恩生物期待与您合作。

参考文献

A genomic compendium of cultivated human gut fungi characterizes the gut mycobiome and its relevance to common diseases.Cell,2024.

原文链接

Doi.org/10.1016/j.cell.2024.04.043  

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:/a/742887.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

新媒体矩阵系统是什么?怎么搭建矩阵系统?

目录 前言: 一、新媒体矩阵分别是什么? 1、横向矩阵 2、 纵向矩阵 二、新媒体矩阵的作用? 1、多元化发展,吸引目标 2、多平台协同,放大宣传效果 3、多平台运营,分散风险 三、怎么做矩阵系统&…

多种驱鸟设备,在电力安全中各显神通

多种驱鸟设备,在电力安全中各显神通 鸟类对电力的危险是一个不容忽视的问题,尤其是在电力设施密集的区域。随着人类对自然环境的不断开发和利用,鸟类与电力设施之间的接触也日益频繁,由此引发的安全隐患和事故也屡见不鲜。 具体…

刷题记录6.24

438. 找到字符串中所有字母异位词https://leetcode.cn/problems/find-all-anagrams-in-a-string/ 这道题乍一看感觉很复杂。因为 异位词指由相同字母重排列形成的字符串,包括相同的字符串,那么就会有很多种组成,增加题目的复杂性。 对于这个…

星戈瑞CY5-DBCO在纳米粒子载体标记与追踪中的应用

随着纳米技术的飞速发展,纳米粒子载体在生物医学领域的应用增多。这些载体能够递送药物、基因和其他生物活性分子到特定的细胞或组织。为了有效监测纳米粒子载体在体内的分布、行为以及与生物分子的相互作用,荧光标记技术成为了一个常见工具。其中&#…

要求全国70%中医院设置康复科!康复科门诊服务这样建设!

近日,国家中医药管理局印发《国家中医药管理局关于进一步加强中医医院康复科建设的通知》提出,中医医院应根据当地人口规模及中医药康复服务需求设置康复科并作为独立科室进行建设和管理。有条件的二级以上中医医院应当按照《中医医院康复科推荐配置标准…

Redis-集群-环境搭建

文章目录 1、清空主从复制和哨兵模式留下的一些文件1.1、删除以rdb后缀名的文件1.2、删除主从复制的配置文件1.3、删除哨兵模式的配置文件 2、appendonly修改回no3、开启daemonize yes4、protect-mode no5、注释掉bind6、制作六个实例的配置文件6.1、制作配置文件redis6379.con…

使用Dropout大幅优化PyTorch模型,实现图像识别

大家好,在机器学习模型中,如果模型的参数太多,而训练样本又太少,训练出来的模型很容易产生过拟合的现象。在训练神经网络时,过拟合具体表现在模型训练数据损失函数较小,预测准确率较高,但是在测…

AI小白的大模型探险之旅:从入门到精通的奇妙旅程

前言 在数字化浪潮汹涌的时代,人工智能(AI)技术如同一位神秘的魔法师,以其强大的力量改变着世界的面貌。而在这魔法世界中,大模型技术无疑是那颗璀璨的明珠,引领着AI技术的新潮流。今天,我们就…

Hi3861 OpenHarmony嵌入式应用入门--LiteOS Semaphore做同步使用

信号量作为同步使用 创建一个Semaphore对象,并指定一个初始的计数值(通常称为“许可”或“令牌”的数量)。这个计数值表示当前可用的资源数量或可以同时访问共享资源的线程数。当一个线程需要访问共享资源时,它会尝试从Semaphore…

Sectigo或RapidSSL DV通配符SSL证书哪个性价比更高?

在当前的网络安全领域,选择一款合适的SSL证书对于保护网站和用户数据至关重要。Sectigo和RapidSSL作为市场上知名的SSL证书提供商,以其高性价比和快速的服务响应而受到市场的青睐。本文将对Sectigo和RapidSSL DV通配符证书进行深入对比,帮助用…

怎么免费SSL证书有效期越来越短了

其实说到SSL证书,很多人的第一印象都是免费SSL证书,主要是由于国内网络发展的历程相对于国外而言较晚,SSL证书的普及程度也远没有国外那么广泛,因此在国内前期的基础SSL证书会由各个云厂商和CA免费提供,之前在国内的一…

谨慎投稿!On Hold 期刊影响因子不降反升?附目前On Hold期刊影响因子变化表

【SciencePub学术】大家有没有发现一个现象,就是现在“on hold”期刊貌似越来越频繁了。一旦期刊在发文量、国人占比、引用异常、撤稿频繁等方面稍微碰触红线,便会喜提一个“on hold”标识~ 近日,2023JCR正式发布,今天小编带大家看…

Ansible自动化运维,(1)模块

ansible是基于Python语言实现的,模块化:调用特定的模块完成特定的任务,支持自定义模块,可使用任何编程语言写模块(账号,软件等)。部署简单,基于python和SSH,相对安全,基于OpenSSH。 …

论文阅读MVBench: A Comprehensive Multi-modal Video Understanding Benchmark

摘要(Abstract): 论文介绍了MVBench,这是一个全新的多模态视频理解基准测试,旨在评估多模态大型语言模型(MLLMs)在视频理解方面的能力。 目前许多基准测试主要集中在静态图像任务的空间理解上,而忽视了动…

会声会影2024免费版下载无需激活码序列号

亲爱的影像爱好者们,今天我要和大家分享的是一款让我彻底着迷的软件——会声会影2024!自从用了它,我的视频编辑技能简直突飞猛进,每次上传作品到小红书都能收获满满的赞👍。接下来,就让我带你一起探索这个神…

华为VPN通过安当ASP身份认证系统快速实现认证

华为VPN通过安当ASP身份认证系统实现认证的过程,主要涉及到Radius OTP(一次性密码)认证技术的使用。以下是实现这一过程的详细步骤: 1. 前提条件: 确保系统已经激活了Radius模块,并在安全设置中的RADIUS配…

ppdetection-2.7

1, pip install -r requirement.txt 2、 ValueError: paddle.load can not parse the file:C:\Users\HX/.cache/paddle/weights\deepsort_pcb_pyramid_r101.pdparams. 重新下载模型 3、 declarative() got an unexpected keyword argument看一下参数是否写对,比如…

Python文本挖掘数据分析——竞争分析(1)

文章目录 前言项目背景与目标品类分布分析数据准备与处理查看数据类目作图查看占比的不同 适用对象作图查看适用对象占比 产品结构分析对商品分类汇总定义作图函数拜耳安速科凌虫控 前言 数据说明: 项目背景与目标 该项目旨在分析三个品牌(拜耳、安速、科凌虫控&…

lambdastreammaven

1.Lambda &#xff08;1&#xff09;Java 8 Lambda 表达式 在 Java 8 以前&#xff0c;若我们想要把某些功能传递给某个方法&#xff0c;总要去写内部类 或匿名内部类类。代码示例&#xff1a; list.sort(new Comparator<User>() { Override public int compare(User …

java实现一个图的最短路径算法

import java.util.*; //java实现一个图的最短路径算法 public class Test_34 { // 定义一个常量INF&#xff0c;表示无穷大。private static final int INF Integer.MAX_VALUE; // 定义一个方法dijkstra&#xff0c;接受一个二维数组图和一个起始节点作为参数。public s…