中山大學(xué)中山醫(yī)學(xué)院教授丁濤團(tuán)隊研究揭示了人類口腔生物被膜（OBM）菌群過程中的縱向時序群體感應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，并通過實驗驗證了細(xì)菌群體感應(yīng)網(wǎng)絡(luò)在預(yù)測和操縱菌群裝配過程中的有效性。近日，相關(guān)成果在線發(fā)表于《微生物組》。

此前，丁濤團(tuán)隊全面綜述了細(xì)菌群體感應(yīng)機(jī)制在病原菌驅(qū)動胃腸道感染的角色和作用，列舉了在胃腸道菌群中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌群體感應(yīng)信號以及它們參與調(diào)控菌群生理代謝功能的實例。相關(guān)文章發(fā)表于《腸道微生物》。

論文通訊作者丁濤表示，人體菌群與多種疾病密切相關(guān)，精準(zhǔn)調(diào)控菌群已經(jīng)成為微生物組學(xué)的熱門科學(xué)問題。然而，人體菌群多樣性高、人群異質(zhì)性大、組成和功能的動態(tài)復(fù)雜，實現(xiàn)菌群精準(zhǔn)調(diào)控挑戰(zhàn)巨大。此外，細(xì)菌群體感應(yīng)如何調(diào)控人類微生物群落的組裝過程尚不清楚。

該研究利用在體外搭建的優(yōu)化的OBM的組裝平臺，真實模擬并追蹤了OBM菌群OBM的組裝全過程。同時發(fā)現(xiàn)OBM的組裝過程中，依次處于優(yōu)勢地位的核心菌包括鏈球菌、韋榮氏球菌-巨球型菌、普雷沃菌-梭桿菌，通過時序性的細(xì)菌群體感應(yīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交流實現(xiàn)菌種間互作，推動菌群結(jié)構(gòu)的序貫演替。

該研究構(gòu)建了細(xì)菌群體感應(yīng)通路中信號合成和信號感應(yīng)蛋白序列參考庫，并將其與時序OBM宏基因組進(jìn)行同源比對，從中發(fā)現(xiàn)了2291個細(xì)菌群體感應(yīng)同源蛋白，涉及21條細(xì)菌群體感應(yīng)通路。這些細(xì)菌群體感應(yīng)通路大多在OBM中是首次發(fā)現(xiàn)，并在OBM組裝過程中呈現(xiàn)時序富集特點。

經(jīng)過對獲得的細(xì)菌群體感應(yīng)同源蛋白進(jìn)行物種歸類分析，研究人員發(fā)現(xiàn)OBM中的細(xì)菌群體感應(yīng)通路主要來源自菌群組裝過程中時序富集的優(yōu)勢物種。同時發(fā)現(xiàn)細(xì)菌群體感應(yīng)信號在菌群通訊網(wǎng)絡(luò)中是雙向傳遞的，并對菌群組裝過程中的群落結(jié)構(gòu)定向轉(zhuǎn)換具有關(guān)鍵作用。

丁濤表示，該研究工作為揭示自然復(fù)雜微生物群聚集的潛在機(jī)制提供了新的視角，并為通過干預(yù)細(xì)菌群體感應(yīng)網(wǎng)絡(luò)最終精確操縱人類菌群提供了重要的理論基礎(chǔ)。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1186/s40168-023-01699-4

https://doi.org/10.1080/19490976.2023.2252780

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