<dfn id="npptl"></dfn>
      <address id="npptl"><form id="npptl"><meter id="npptl"></meter></form></address>
      <address id="npptl"><listing id="npptl"></listing></address><sub id="npptl"><listing id="npptl"><menuitem id="npptl"></menuitem></listing></sub>

        <form id="npptl"><nobr id="npptl"><menuitem id="npptl"></menuitem></nobr></form><address id="npptl"><nobr id="npptl"></nobr></address>
        <sub id="npptl"></sub>

              <sub id="npptl"></sub>

              魏輔文院士團隊近期取得脊椎動物腸道微生物研究新進展

                在長期演化過程中腸道微生物與宿主形成密切聯系,在宿主營養代謝、免疫、健康、適應性演化等方面發揮重要作用,同時,也相應地受到宿主食性、系統發育關系等因素的影響。然而,關于脊椎動物腸道微生物多樣性及其影響因素缺乏系統性評估,腸道微生物對野生脊椎動物生理代謝的調控作用及其分子機制也尚不清楚。針對以上科學問題,中國科學院動物研究所魏輔文院士團隊近期取得了以下兩方面進展:

                1、保護宏基因組學研究揭示大熊貓如何適應高纖維低脂食物

                眾所周知,竹子是一類高纖維和低營養的食物。竹葉和竹筍中脂質含量均非常低。脂質是動物機體生長發育、繁殖等生命活動必不可少的重要營養物質。然而,大熊貓是如何適應高纖維低脂食物?其腸道微生物的季節性波動如何驅動宿主生理功能與食物資源同步的呢?

                為解決上述科學問題,魏輔文院士團隊聯合陸軍軍醫大學魏泓教授首次利用糞菌移植方法和無菌小鼠,分別構建了大熊貓食葉季腸菌和食筍季腸菌定植的小鼠模型,結合宏基因組、宏蛋白組、代謝組和轉錄組等多組學方法,發現了大熊貓腸道中存在一種關鍵的細菌——丁酸梭菌Clostridium butyricum,且在食筍季顯著富集,丁酸鹽的濃度也相應的高于食葉季。丁酸鹽可作用于宿主外周組織(如肝臟),以同步其代謝生物節律,進而增強磷脂的合成代謝功能,補償機體對脂類物質的生理需求。進一步丁酸鹽飼喂小鼠實驗,證實了丁酸鹽——生物節律核心基因——磷脂代謝的因果關系。

                綜上所述,大熊貓腸道微生物的代謝產物丁酸鹽可同步化宿主外周組織的生物節律,進而賦予宿主生理代謝的可塑性以適應食物營養的季節性動態,增加機體的適合度(圖1)。該研究首次建立了珍稀動物糞菌移植小鼠研究模型,探討了大熊貓對高纖維低脂類食物的適應性演化的分子機制,為非模式動物與其腸道微生物的互作機制研究提供了重要參考,同時也將非模式動物腸道微生物與宿主表型之間的關聯分析推向了因果關系解析。

                該研究成果以“Seasonal shift of the gut microbiome synchronizes host peripheral circadian rhythm for physiological adaptation to a low-fat diet in the giant panda”為題于2022年1月18日在《Cell Reports》期刊在線發表。中國科學院動物研究所助理研究員黃廣平、已畢業博士研究生王樂、陸軍軍醫大學李健博士為共同第一作者,中國科學院動物研究所魏輔文院士和陸軍軍醫大學魏泓教授為共同通訊作者。

                2、全球脊椎動物腸道微生物多樣性和抗性組格局及其影響因素

                在全球環境變化的背景下,氣候變化應對和生物多樣性保護是當今社會面臨的兩大迫切需求。據統計,超過28%的脊椎動物面臨滅絕的威脅。脊椎動物的生存很大程度上依賴它們的表型可塑性。除了遺傳和表觀遺傳因素以外,越來越多的證據表明,腸道微生物是驅動宿主表型可塑性的關鍵因素。近年來,脊椎動物腸道微生物研究已成為熱點,相應的數據呈現爆炸式增長。然而,大多數研究只集中在單一或少數物種或類群上,很少對全球脊椎動物的腸道微生物多樣性及其影響因素進行綜合性評估。再加上,抗生素的廣泛使用誘導了耐藥性產生。但目前,脊椎動物腸道微生物抗性組也缺乏全球性評估。

                魏輔文院士團隊從公共數據庫中提取了全球脊椎動物腸道微生物16S rRNA V4區測序數據,經過嚴格的質控過濾,最終獲得452種脊椎動物(包括哺乳綱、爬行綱、兩棲綱、鳥綱和輻鰭魚綱等)2202條序列,并收集了迄今為止最為全面的樣品信息,包括樣品采集地、棲息地類型、環境因子(溫度和降雨)、宿主食性、系統發育關系、瀕危等級、野生圈養狀態等因素(圖2)。

                該研究比較了不同脊椎動物類群腸道微生物α多樣性和β多樣性,并結合多元回歸矩陣(MRM)分析顯示,食性與α多樣性相關性最強,即對其變異的解釋度最高,而其他因素無顯著相關性。宿主系統發育關系、食性、瀕危等級、地理分布和環境因子均與β多樣性顯著相關,其中宿主系統發育關系對其變異的解釋度最高,其次是瀕危等級,表明宿主與腸道微生物的共演化關系及其對脊椎動物保護的重要意義。

                研究進一步收集了全球圈養脊椎動物的宏基因組數據進行抗性組分析,結果發現,圈養脊椎動物腸道宏基因組豐度較高的抗生素耐藥基因涉及對β-內酰胺、氨基糖苷和四環素抗性,這三類藥物也是全球用量較高的獸用抗生素。與野生類群相比,盡管圈養脊椎動物宿主系統發育關系、食性、瀕危等級和采樣地存在差異,但其腸道微生物多樣性水平和抗性組結構均無顯著差異,表明圈養狀態弱化了不同因素對腸道微生物多樣性和抗性組的影響。

                綜上所述,該研究揭示了全球脊椎動物腸道微生物多樣性水平和抗性組特征及其影響因素,為理解脊椎動物如何響應環境變化提供了新的視角,也為未來通過合理調控腸道微生物多樣性和科學指導抗生素使用以增加脊椎動物的適應性提供了科學依據。

                該研究成果以“Global landscape of gut microbiome diversity and antibiotic resistomes across vertebrates”為題于2022年5月23日在《Science of The Total Environment》期刊在線發表。中國科學院動物研究所助理研究員黃廣平、博士研究生曲清悅和王勐為共同第一作者,中國科學院動物研究所魏輔文院士為通訊作者。

                以上兩項研究得到了國家自然科學基金項目和中國科學院B類戰略性先導項目的資助。

                文章鏈接:

                https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.110203

                https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.156178

              圖1 大熊貓腸道微生物的代謝產物丁酸鹽可同步化宿主外周組織的生物節律,進而賦予宿主生理代謝可塑性,增加機體的適合度

              圖2 全球脊椎動物腸道微生物組成概況

              關于我們
              聯系我們
              地  址:北京市朝陽區北辰西路1號院5號
              郵  編:100101
              電子郵件:ioz@ioz.ac.cn
              電  話:+86-10-64807098
              傳  真:+86-10-64807099
              友情鏈接
              粗暴的咬奶头,最近免费手机中文字幕,国色天香中文字幕手机在线视频
              <dfn id="npptl"></dfn>
                  <address id="npptl"><form id="npptl"><meter id="npptl"></meter></form></address>
                  <address id="npptl"><listing id="npptl"></listing></address><sub id="npptl"><listing id="npptl"><menuitem id="npptl"></menuitem></listing></sub>

                    <form id="npptl"><nobr id="npptl"><menuitem id="npptl"></menuitem></nobr></form><address id="npptl"><nobr id="npptl"></nobr></address>
                    <sub id="npptl"></sub>

                          <sub id="npptl"></sub>