肠道微生物群中的自然定向进化Natural directed evolution in gut microbiota | Science

环球医讯 / 硒与微生态来源:www.science.org美国 - 英语2025-10-25 20:25:22 - 阅读时长2分钟 - 880字
美国科学家在《科学》杂志发表突破性研究,揭示人体肠道微生物群存在自然定向进化机制。拟杆菌属细菌通过多样性生成逆转录元件(DGRs)主动交换遗传物质,使特定基因在肠道环境扰动下发生高突变,形成适应性种群。该发现阐明了微生物快速适应宿主环境的分子机制,对理解肠道菌群与消化系统健康、免疫调节及疾病发展的关联具有重大意义,为开发靶向微生物疗法提供全新理论基础,标志着微生物进化研究领域的重要进展。(158字)
肠道微生物群自然定向进化基因组变异多样性生成逆转录元件肠道环境扰动健康肠道细菌拟杆菌属基因高突变微生物组
肠道微生物群中的自然定向进化

摘要

突变是进化的必要条件,但普遍认为大多数基因在支持新有益性状发展与维持现有功能之间保持平衡。有趣的是,在观察大型数据集中的基因组变异时,会出现两种不同类型的基因:核心的、缓慢进化的基因,以及快速进化的基因——后者可能响应导致快速适应的环境变化。微生物细胞可耐受一定程度的遗传可塑性,但通常具有主动纠正突变而非促进突变形成的机制。本期第151页,Macadangdang等人描述了在人类肠道细菌中使靶基因高突变的基因组元件。他们发现拟杆菌属的物种会主动交换这些多样性生成逆转录元件(DGRs)。成功的受体细菌形成特定基因类型已被DGR高突变的独特种群。研究结果强烈表明,DGR驱动的变化是由肠道环境扰动所选择的。

相关研究文章

靶向蛋白质进化在肠道微生物组中的实现:多样性生成逆转录元件的作用

作者:Benjamin R. Macadangdang, Yanling Wang, Cora L. Woodward 等

《科学》2025年10月9日

参考文献与注释

  1. B. Macadangdang 等人,《科学》390卷,eadv2111页(2025年)。
  2. S. Handa 等人,《自然》638卷,1122页(2025年)。
  3. H. Doré 等人,《美国国家科学院院刊》121卷,e2316469121页(2024年)。
  4. B. G. Paul 等人,《自然通讯》6卷,6585页(2015年)。
  5. B. G. Paul 等人,《自然微生物学》2卷,17045页(2017年)。
  6. S. Roux 等人,《自然通讯》12卷,3076页(2021年)。
  7. J. Le Coq, P. Ghosh,《美国国家科学院院刊》108卷,14649页(2011年)。
  8. D. Arambula 等人,《美国国家科学院院刊》110卷,8212页(2013年)。
  9. L. Wu 等人,《核酸研究》46卷,11页(2018年)。
  10. V. Heidrich, M. Valles-Colomer, N. Segata,《自然综述:微生物学》23卷,568页(2025年)。

【全文结束】

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