本期美格导读为大家播报宏基因组最新研究进展。
NatureMethods
标题：CriticalAssessmentofMetagenomeInterpretation:thesecondroundofchallenges
译名：宏基因组解释的批判性评估：第二轮挑战
作者：FernandoMeyer等
时间：-04-08
期刊：NatureMethods
影响因子：28.
摘要：评估宏基因组软件是优化宏基因组解释的关键，也是宏基因组解释关键评估计划(CAMI)的重点。CAMIII挑战让社区参与评估具有长读长和短读长序列的现实和复杂数据集的方法，这些数据集是从大约1,个新的和已知的基因组，以及个新的质粒和病*中通过计算创建的。研究者在此用76个程序版本分析个结果。在组装方面看到了实质性的改进，其中一些是由于长读取数据。相关菌株的装配和通过装箱恢复基因组仍然存在挑战，后者的组装质量也是如此。profiler明显成熟，分类器profiler和binners擅长于较高的细菌级别，但对病*和古菌表现不佳。临床病原菌检测结果表明，需要提高重现性。运行时和内存使用分析确定了高效的程序，包括性能最好的程序和其他指标。
推荐语：彻底、全面、无偏见地评估宏基因组分析软件，是优化数据处理策略和应对该领域公开挑战的关键。本研究对第二轮CAMI挑战结果进行描述，由此确定了常见宏基因组学类别的关键进展以及当前的挑战。随着最先进的方法和数据生成的进步，不断重新评估这些问题将变得很重要。
NatureCommunications
标题：MicrobiomesintheChallengerDeepslopeandbottom-axissediments
译名：Challenger深斜坡和底轴沉积物中的微生物组
作者：Ying-LiZhou等
时间：-03-21
期刊：NatureCommunications
影响因子:14.
摘要：哈达尔海沟是海洋最深和最偏远的区域。由于峡谷深度采样的技术挑战，11公里深的ChallengerDeep是探索最少的。它接收来自上覆水柱的有机物质和重金属，这些水柱在其V形地形上以不同方式积累。在这里，研究者收集了Challenger深渊斜坡和底轴的沉积物，从而能够深入了解其原位微生物群落。从37个宏基因组中检索到的个宏基因组组装基因组的分析显示，底轴和斜坡位点之间存在明显的多样性和代谢能力。宏基因组中26%的原核16SrDNA读数是新的，随着水和沉积物深度的增加而增加。这些主要异养的微生物可以回收大分子并利用简单和复杂的碳氢化合物作为碳源。宏基因组和宏转录组数据支持沉积物中砷的减少和生物转化以获得能量，这些沉积物中砷的积累比非深沟位置多两倍。与斜坡位点相比，厌氧氨氧化的完整途径主要在从底轴沉积物中回收的基因组中确定。
推荐语：研究结果扩展了大家对深渊沉积物中微生物介导的元素循环的了解，并揭示了与沟渠中氮损失有关过程分布的差异。由此表明，ChallengerDeep沉积物是微生物的大型储存库，它们有助于深海生物地球化学，并且可能被用于生物技术研究和应用。
NutureCommunications
标题：Assessmentofglobalhealthriskofantibioticresistancegenes
译名：抗生素耐药基因的全球健康风险评估
作者：ZhenyanZhang等
时间：-03-23
期刊：NatureCommunications
影响因子：14.
摘要：在过去十年中，抗生素耐药基因(ARG)加速了微生物对人类健康的威胁。许多基因可以赋予抵抗力，但评估ARGs的相对健康风险是复杂的。诸如ARGs在病原体中表达的丰度、横向传播倾向和能力等因素都很重要。在这里，来自不同栖息地（6种栖息地，个样本）的宏基因组水平分析检测到个ARG，它们共同赋予对24类抗生素的抗性。研究者通过整合人类可及性、流动性、致病性和临床可用性，定量评估这种ARGs对人类的健康风险，定义为ARGs将干扰病原体临床治疗的风险。研究结果表明，23.78%的ARG具有健康风险，尤其是那些具有多重耐药性的药物。研究者还计算了四个主要生境中所有样本的抗生素耐药性风险，并通过机器学习成功地绘制了全球海洋生境中抗生素耐药性威胁的地图，准确率超过75%。
推荐语：本项研究为全世界抗生素耐药性威胁的量化和标准化提供了一种新颖而直接的方法，这将改善诊所和公共卫生管理的决策。ARG及其宿主无疑是一个严重的全球威胁.若能对ARGs进行系统且有针对性的监测，以评估世界各地的抗生素耐药性威胁，将有助于管理对人类和动物健康造成威胁的ARGs。
NatureCommunications
标题：Genomicandmetabolicadaptationsofbiofilmstoecologicalwindowsofopportunityinglacier-fedstreams
译名：生物膜对冰川补给的河流生态机遇窗的基因组和代谢适应
作者：SusheelBhanuBus等
时间：-04-20
期刊：NatureCommunications
影响因子：14.
摘要：在冰川补给的溪流中，生态机会窗口允许复杂的微生物生物膜发育并暂时形成食物网的基础，从而控制关键的生态系统过程。使用宏基因组组装基因组，该研究揭示了允许生物膜在环境条件恶劣的生态系统中抓住这一机会的策略。研究者观察到跨越整个生命树的多样化微生物组，包括丰富的病*组。各种共存的能量获取途径指向不同的生态位和可用资源的开发，可能会在机会窗口期促进复杂生物膜的建立。除叶绿素外，视紫质的广泛存在，强调了太阳能捕获在这些生物膜中的作用，而光合自养生物和异养生物之间的内部碳和养分循环可能有助于克服这些生境中寡养所施加的限制。研究还揭示了可能保护细菌免受低温和高紫外线辐射的机制，并通过系统发育分析进一步突出了这种环境的选择压力，该分析将冰川补给的河流微生物组的重要成分与其他生态系统区分开来。
推荐语：由于全球变暖，通过冰川补给的河流正在迅速变化。本项研究结果揭示了适应性特征的关键基因组基础，这些特征有助于复杂生物膜成功利用冰川河流的环境机遇。
JAllergyClinImmunol
标题：Sharedsignaturesanddivergenceinskinmicrobiomesofchildrenwithatopicdermatitisandtheircaregivers
译名：特应性皮炎儿童及其护理人员的皮肤微生物组的共同特征和差异
作者：MinghaoChia等
时间：-03-19
期刊：JAllergyClinImmunol
影响因子:10.
摘要：特应性皮炎(AD)是儿童常见的慢性皮肤病(15-20%)，会严重影响他们的生活质量。由于金*色葡萄球菌在发作期间具有复发性和富集性，临床管理可包括从儿童皮肤中根除金*色葡萄球菌；然而，这并没有延伸到他们的健康照顾者，他们是潜在的宿主。该实验的研究目的是了解AD儿童及其健康成人护理人员的皮肤微生物组共享和微生物特征。我们利用4个身体部位（前臂掌侧、肘前窝、脸颊和病变）的全基因组分析，结合金*色葡萄球菌分离株的测序，表征了AD儿童及其健康照护者（n=30个家庭）与对照家庭的配对组特征（n=30个家庭）。宏基因组分析显示AD儿童及其健康照料者与对照组的非病变皮肤中存在不同的微生物组结构，这足以准确预测病例-对照状态（受试者工作特征曲线下面积0.8）。这些差异伴随着儿童与其照顾者之间微生物组的显著相似性，表明微生物组共享可能在疾病复发中发挥作用。与高质量金*色葡萄球菌分离基因组（n=55）的全基因组比较证实了，AD儿童及其照顾者之间的显着菌株共享，表达肠*素Q和K/K2的菌株的AD特异性富集。
推荐语：该研究结果突出了AD儿童健康护理人员独特的皮肤微生物组特征，其与AD儿童之间存在微生物共享的情况，这将为未来临床管理针对儿童AD的复发提供新的治疗策略。
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