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标题：Atmospheric chemosynthesis is phylogenetically and geographically widespread and contributes significantly to carbon fixation throughout cold deserts

译名：大气化学合成在系统发育和地理分布上广泛，对整个寒冷沙漠的碳固定有重要贡献

作者：Angelique E. Ray 等

时间：2022-08-06

期刊：ISME Journal

影响因子：11.217

DOI：10.1038/s41396-022-01298-5

摘要：寒冷的沙漠土壤微生物群落在严重的水分和养分限制下茁壮成长。在南极东部的土壤中，细菌的初级生产是由微量气体氧化和不依赖光的RuBisCO形成IE。本研究旨在确定大气化学合成是否在南极、北极和西藏寒冷的沙漠中广泛存在，确定微量气体化学合成类群的广度，并进一步表征这一过程的遗传决定因素。H2氧化是普遍存在的，远远超过报告的速度，以满足类似结构的土壤微生物群的维持需要。大气化学合成在全球范围内发生，对南极和北极高纬度的碳固定有显著贡献(p < 0.05)。对18个寒冷沙漠宏基因组、230个去复制的中到高质量衍生宏基因组组装基因组(mas)和另外24080个公开可用基因组进行了分类和功能分析。氢营养和羧酸营养生长标志广泛存在。RuBisCO IE被发现与微量气体氧化酶一起出现在代表性的Chloroflexota, Firmicutes, Deinococcota和Verrucomicrobiota基因组中。通过系统发育、基因结构分析和同源性建模，鉴定出了一个新的高亲和力[NiFe]-氢化酶群1m，并揭示了RuBisCO形成IE (rbcL1E)以及高亲和力的1h和1l [NiFe]-氢化酶群的大量遗传多样性。结论表明大气化学合成是一种全球分布的现象，延伸到寒冷的沙漠，对全球碳循环和环境水库中的细菌生存具有重要意义。

推荐语：研究通过系统发育学、基因结构分析和同源性建模鉴定出一组新的高亲和力[NiFe]-氢化酶组1m，揭示了RuBisCO形式IE（rbcL1E）和高亲和力1h和1l[NiFe]-氢化酶基团中的大量遗传多样性。结论表明，大气化学合成是一种全球分布的现象，延伸到整个寒冷的沙漠，对环境储层内的全球碳循环和细菌生存具有重大意义。

标题：Three families of Asgard archaeal viruses identified in metagenome-assembled genomes

译名：在宏基因组组装基因组中发现了三个家族的阿斯加德古细菌病毒

作者：Sofia Medvedeva 等

时间：2022-06-27

期刊：Nature Microbiology

影响因子：30.964

DOI：10.1038/s41564-022-01144-6

摘要：Asgardarchaeota拥有许多真核特征蛋白，被广泛认为是真核生物最接近的古生物亲戚。阿斯加德古菌和真核生物之间的相似之处是否延伸到它们的病毒体仍然未知。研究展示了来自日本下北半岛盆地深海沉积物的20个宏基因组组装的Asgardarchaeota基因组。通过将宏基因组序列的CRISPR间隔物搜索与系统基因组学分析相结合，确定了与阿斯加德古菌相关的三组家族级病毒。第一组，verdandiviruses，包括Caudoviricetes（Realm Duplodnaviria）类的尾部病毒;第二种是skuldvirus，由预测的Varidnaviria领域的二十面体衣壳的病毒组成;第三组，Wyrdviruses，与先前在其他古菌中发现的纺锤形病毒有关。超过90%的Asgard古菌病毒编码的蛋白质与其他已知病毒编码的蛋白质没有序列相似性。然而，所有三个提出的家族都由典型的原核生物病毒组成，没有提供感染阿斯加德古菌和真核生物的病毒之间特定进化关系的迹象。凡尔丹病毒和骷髅病毒可能是裂解的，而黄病毒可能建立慢性感染，并且在没有宿主细胞裂解的情况下释放。预计所有三组病毒都将在控制深海生态系统中的阿斯加德古菌种群中发挥重要作用。

推荐语：本研究展示了来自日本下北半岛盆地深海沉积物的20个宏基因组组装的Asgardarchaeota基因组。通过将宏基因组序列的CRISPR间隔物搜索与系统基因组学分析相结合，确定了与阿斯加德古菌相关的三组家族级病毒。

标题：Islet autoantibody seroconversion in type-1 diabetes is associated with metagenome-assembled genomes in infant gut microbiomes

译名：：1型糖尿病中胰岛自身抗体血清转化与婴儿肠道微生物中的宏基因组组装基因组相关

作者：Li Zhang等

时间：2022-06-21

期刊：nature communications

影响因子：17.694

DOI：10.1038/s41467-022-31227-1

摘要：某些遗传易感儿童的免疫系统可被某些环境因素触发，产生针对胰腺β细胞的胰岛自身抗体(IA)，这大大增加了他们患1型糖尿病的风险。目前正在积极研究的环境因素是肠道微生物群，因为它在免疫系统教育中发挥着重要作用。本文研究了在年轻人糖尿病环境决定因素（TEDDY）项目中从头组装的887名高危儿童的肠道宏基因组。结果显示了一小组核心蛋白家族，存在于50%的受试者>中，占到了测序reads的64%。时间序列分类产生了来自883个物种的21,536个高质量宏基因组组装基因组(MAG)，其中176个物种迄今为止在之前的全面人类微生物组调查中没有MAG代表。IA血清转化与2373个MAGs呈正相关，与1549个MAGs呈负相关。比较基因组学分析表明，拟杆菌(Bacteroides) MAGs中的脂多糖生物合成和厌氧菌(Anaerostipes) MAGs中的硫酸盐还原是具有正向IA关联的MAGs的功能特征。具有负IA关联的MAGs的功能特征包括乳酸菌MAGs的碳水化合物降解和大肠杆菌MAGs的硝酸盐还原。总之，结果显示了一组与IA血清转化相关的独特肠道微生物，并揭示了这些IA相关微生物的功能基因组学特征。

推荐语：该研究使用基因组分辨宏基因组学方法来重新分析TEDDY微生物组数据。由于许多微生物物种中存在较大的菌株异质性，如果假设未来的验证研究将更有可能成功使用基因组与mag和疾病相关性密切匹配的菌株。最终，这可能会导致在疾病进展的关键窗口期，通过使用益生菌和/或益生元促进或抑制个人菌群中的特定微生物菌株，从而形成菌株水平的精确干预策略来对抗1型糖尿病。

标题：Microbial Tracking-2, a metagenomics analysis of bacteria and fungi onboard the International Space Station

译名：微生物追踪2号，对国际空间站上的细菌和真菌进行宏基因组分析

作者：Camilla Urbaniak等

时间：2022-06-29

期刊：Microbiome

影响因子：16.837

DOI：10.1186/s40168-022-01293-0

摘要：国际空间站（ISS）是一个独特而复杂的建筑环境，国际空间站表面微生物组来自船员和货物，或来自几乎完全封闭系统中的生命支持再循环。微生物追踪1（MT-1）项目是第一个在不使用全基因组扩增的情况下报告宏基因组图谱的国际空间站环境表面研究。该研究在14个月的时间内从八个表面调查了微生物群落。微生物追踪2（MT-2）项目旨在继续MT-1的工作，在14个月内从同一地点对另外四次飞行进行采样。国际空间站上的八个表面用无菌擦拭布取样，并在返回地球时进行处理。从处理样品（和对照）中提取的DNA用单氮化丙啶（PMA）处理以检测完整/活细胞或未处理并检测总DNA群体（游离DNA/受损细胞/完整细胞/活细胞）。使用宏基因组学分析从PMA处理和未处理的样品中提取的DNA。培养样品以寻找细菌和真菌以补充上述结果。这项研究的数据可能有助于为未来的太空任务提供政策，以确保国际空间站表面微生物组，促进宇航员健康和航天器的完整性。

推荐语：利用各种宏基因组学分析和培养方法，对国际空间站表面微生物组进行了全面分析，显示了微生物负担、细菌和真菌物种的流行程度、微生物组和抵抗组随时间和空间的变化，以及这种独特的构建微生物组的功能能力和微生物相互作用。

标题：Taking metagenomics under the wings

译名：将宏基因组学置于羽翼之下

作者：Physilia Ying Shi Chua等

时间：2022-05-11

期刊：Nature Reviews Microbiology

影响因子：78.297

DOI：10.1038/s41579-022-00746-5

摘要：北极在内的几乎所有栖息地都有鸟类的肠道中生活着各种各样的微生物，这些微生物有助于宿主免疫和营养物质的利用。目前对鸟类及其肠道微生物的了解，大部分是基于对鸡等重要农业鸟类的研究。近年来，人们对野生鸟类作为耐抗生素细菌宿主的关注，使填补对野生鸟类肠道微生物组了解的知识空白成为一项紧迫的公共卫生问题。目前，16S rRNA是鸟类微生物组研究的主要技术，这限制了比较物种内或物种间细菌的绝对丰度。微生物基因的功能预测，如抗生物耐药性，导致研究人员寻求新的方法来克服这些限制。Feng等人从家禽中回收了>12000个微生物宏基因组组装基因组。迄今为止，基因组解析宏基因组学已被应用于几种野生鸟类的肠道微生物研究，包括猫头鹰、海鸥、鹅和鸭。总之，这些研究强调了野生鸟类的肠道是携带ARG的病原体的宿主，尤其是变形杆菌。本文强调宏基因组学如何填补野生禽类肠道微生物组的知识空白，这对公共卫生政策和保护管理具有影响。

推荐语：目前对鸟类和它们肠道微生物群之间相互作用的研究只是冰山一角。宏基因组学可以越来越多地揭示表面之下的东西。基因组解析宏基因组技术的出现，为进一步深入了解禽类肠道微生物群、病原体和抗生素耐药基因(ARGs)提供了契机。