人体内菌群如何进化适应宿主内环境

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Cell：人体内菌群如何进化适应宿主环境？（综述）

文献导读

目前，已经有很多研究使用宏基因组技术描述微生物组在不同选择压力下所经历的菌群水平变化. 但了解菌群在这样的系统中如何进化也很重要。 因此，需要考虑的是：菌群在多大程度上以特定宿主的方式进化，包括外源物质和宿主饮食等许多因素都可能使个体具有独特的选择压力，表现为特定于个体的突变特征。

文献介绍

• 英文标题： Multiscale Evolutionary Dynamics of Host-Associated Microbiomes
• 中文标题：:宿主相关菌群多层面的动态进化
• 年份：March 8, 2018
• IF：31.398
• 第一作者：Aura Ferreiro [研究领域：生物医学工程，生物信息学，结构生物学]
• 通讯地址：The Edison Family Center for Genome Sciences & Systems Biology, Washington University School of Medicine, St. Louis, MO 63110, USA; Department of Biomedical Engineering, Washington University in St. Louis, St. Louis, MO 63130, USA

论文摘要

1. 菌群中的组成成员面临一系列的选择压力，必须要适应这些压力才能存在宿主中，遗传信息在宿主相关菌群的不同层面进化和转移，这些菌群才能抵御生物和非生物扰动。
2. 在菌株水平上，考虑子代谱系中适应性信息的保存和多样化。
3. 在菌群水平上，考虑生态系统中不同微生物之间的遗传交换。
4. 在生境水平上，将微生物组定义为开放系统，通过外来微生物的入侵从外界生态系统获取新的信息。

文献介绍

在这篇综述中，考察了人类相关菌群在三个层面上的进化，第一层面，遗传物质改变在基因水平上进化，其中单核苷酸多态性（SNPs）、拷贝数变异(CNV)以及编码区和非编码区内单个微生物基因组内的转座事件被选择。第二层面，菌群水平发生的变化。在这种规模下，通过转化，结合或噬菌体转导，通过水平基因转移（HGT）在菌群内的多个细菌菌株间发生进化. 第三层面，跨生态系统交换，其中微生物组可以从别的生境中获得新的遗传物质编码有益或有害功能，这是表现一种外来的有机体及其宏基因组的形式，来自宿主以外的环境，并可能由人类活动（如食物消耗或旅行）促成。
重要的是，文中表明遗传变化经常同时发生在多个层面上，使用这种微生物进化的多层面框架来讨论体内宿主相关微生物适应模式的工作。