研究人员揭示 共生总基因组可视为宿主和肠道微生物适应性进化的实体单位

来源：上海交通大学2022-01-22 11:30

过去，我们认为动植物的遗传物质及其周围环境决定了物种的特征。近年来，越来越多的研究发现，一些共生微生物对宿主表型也有至关重要的影响。事实上，宿主遗传学和肠道微生物并不是相互独立、相互独立的，它们之间存在着广泛而复杂的相互作用。“共生全基因组”理论为我们理解生物提供了新的视角和范式：即所有动植物都是由宿主和相关微生物(holobion

过去，我们认为动植物的遗传物质及其周围环境决定了物种的特征。近年来，越来越多的研究发现，一些共生微生物对宿主表型也有至关重要的影响。事实上，宿主和肠道微生物不是独立的，也不相互影响，但它们之间存在着广泛而复杂的相互作用。“共生全基因组”理论为我们理解生物提供了新的视角和范式：即所有动植物都是由宿主和相关微生物组成的“全生物”，它们之间的共生、共代谢、共进化关系可以共同影响宿主的性状。然而，目前关于共生的整体研究更多地集中在简单生物上，而在高等生物上缺乏系统的研究和明确的实验证据。

孟教授及其团队多年来致力于宿主与肠道微生物相互作用机制的研究。为了更好地介绍和普及共生总基因组的概念和方法，翻译出版了《共生总基因组—人类、动物、植物及其微生物区系》(科学出版社，2019，ISBN:9787030599414)一书。最近，他们发表了一份在线出版物，题为“作为全息体的有意微生物群和宿主合作适应”(MS Systems，2022；7 (1): E01261-21)。本研究以世界著名的鸡体重选择家族为动物模型，采用多组学的方法，对肠道微生物的宿主基因组、转录组和小核糖核酸以及16SrDNA和宏基因组的甲基化进行了测定和分析。研究发现，在长期的人工选择下，宿主的物质和肠道微生物发生了适应性变化，它们之间存在着复杂的共生相互作用。以IGF2BP1基因为例，受转录起始区和gga-miR-2128附近的一个甲基化区调控，在大体重宿主的盲肠中高表达。进一步的相关分析表明，IGF2BP1基因与一些在大小宿主肠道中丰度差异显著的益生菌如乳酸杆菌和韦氏乳杆菌相互作用，共同作用于宿主的体重表型。

本研究是共生全基因组理论的一次实践，在更高的动物水平上为这一假说提供了实验验证，相信将为宿主与共生微生物相互作用的研究提供重要参考。

上海交通大学博士生、杨为论文共同第一作者，美国弗吉尼亚理工大学教授、保罗西格尔教授、美国Carilion Clinic张燕博士为论文共同作者。(100yiyao.com)

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