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环能学院在“应用多维宏组学方法协同揭示复杂细菌群落对目标底物代谢的菌间相互关系”研究取得重要进展
日期:2019-02-20 16:44:48 来源:环境与能源学院 点击:
  环能学院生物能源课题组余珂博士研究团队一直致力于研究包括厌氧菌群、极端环境微生物菌群、肠道微生物菌间互作关系研究及多维宏组学生物信息学方法学构建等,用于解决研究复杂群落微生物代谢的相互关系。
  近日,余珂博士团队研究建立了一个综合的多维宏组学的分析体系,成功解译双酚A(BPA)降解群落中微生物的代谢能力和相互作用,证明混合细菌共培养可以加快BPA的完全降解,降低其对环境的危害。所构建的多维宏组学分析流程不仅适用于环境工程体系中微生物相互关系的预测,同样对其他自然环境或肠道微生物菌间相互关系的研究有启示性作用。该研究于2019年2月6日在国际微生物学权威期刊微生物组(Microbiome 2019, 7(1):16; IF=9.13)在线发表。
图1. 研究中实验设计的综合宏组学分析流程
  该研究以降解菌群--双酚A(BPA)微生物降解为研究模型,利用1). 宏基因组学(metagenomics)恢复菌群中主要微生物的功能潜能以预测其参与的生理过程;2). 宏转录组学(metatranscriptomics)分析特定时期主要细菌的表达谱并推测其在不同阶段被激活的代谢通路; 3). 目标性代谢组学(targeted metabolomics)以菌群整体为目标检测在特定时期的代谢产物;并综合三种宏组学数据的预测结果,4). 预测不同阶段菌间的物质交换以推测相互关系。之后,成功分离培养部分主要细菌并以此进行单独培养(pure culture)及共培养(co-culture)以验证所预测的菌间相互关系。研究证明,多维宏组学分析比单一宏组学数据更能对微生物群落有更深入和透彻的理解,可准确预测群落内微生物的共生或竞争等关系。
图2. 涉及BPA降解过程的基因表达以及细菌代谢关系
  本工作由北京大学深圳研究生院余珂博士研究团队与香港大学张彤教授团队合作,以北京大学深圳研究生院环能学院为第一通讯单位发表。该研究工作得到了国家自然科学基金(NSFC, 21277113)、深圳市发展与改革委员会流域生态工程建设项目和香港合作研究基金(CRF, C6033-14G)的资助支持。
(文字:吴扬)
全文链接:https://doi.org/10.1186/s40168-019-0634-5