宏基因组研究显示人类皮肤微生物群高度稳定

摘要:本周关注:宏基因组研究显示人类皮肤微生物群高度稳定 一项新的宏基因组学研究显示,尽管经常清洗和接触富含细菌的物体,我们个人的皮肤微生物环境在一段时间后仍然保持高度稳定。这一认识可能能够被用来更好地理解 ......


本周关注:宏基因组研究显示人类皮肤微生物群高度稳定 

      一项新的宏基因组学研究显示,尽管经常清洗和接触富含细菌的物体,我们个人的皮肤微生物环境在一段时间后仍然保持高度稳定。这一认识可能能够被用来更好地理解一系列人类皮肤疾病,从而有助开发益菌素(prebiotic)、益生菌(probiotic)和微生物移植方法。相关研究结果于5月5日发表在Cell期刊上,论文标题为“Temporal Stability of the Human Skin Microbiome”。论文通信作者为来自美国国家癌症研究所的Heidi Kong和来自美国国家人类基因组研究所的Julie Segre。 

       人类皮肤上有由各种各样的细菌、真菌和病毒组成的生态系统。尽管这些微生物中的大多数是无害的或有益的,但也有一些微生物与痤疮、牛皮癣和湿疹等之类的皮肤病相关。研究皮肤上的微生物群落变化是理解皮肤病的关键,例如湿疹为何影响四肢弯曲处等潮湿部位。然而,在此之前,科学家们一直不清楚皮肤上的微生物群落如何随着时间而变化,以及这些变化是如何影响人类健康的。

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       在最近的一项宏基因组学研究中,Kong和Segre发现细菌、真菌和病毒群落不仅对特定的皮肤部位表现出强烈的栖息偏好性,而且起着微生物印迹(microbial fingerprint)的作用,其中这种微生物印迹对个人而言是高度独特的。在这项新的研究中,他们通过研究这些皮肤微生物群落的纵向稳定性(即时间稳定性)而扩大研究。研究人员在三个相继的时间点(从1个月到2年)上获取12名健康人的皮肤样品,然后在17个皮肤部位进行宏基因组鸟枪法测序。 

       令人吃惊的是,皮肤微生物群落在一段时间后保持稳定,尽管经常遭受外部扰动,如经常接触其他人、衣服和环境。每个人并没有从环境中获得流行的微生物,相反保持各自独特的微生物特征。然而,皮肤微生物群落稳定性在不同人之间和微生物物种之间存在差异,其中一些人比其他人表现出更多的变化。 

       此外,一些皮肤部位比其他部位含有更多差异的微生物群落。比如,诸如外耳道之类的油性皮肤部位含有最为稳定的细菌和真菌群落,而高度暴露在外的干燥部位(如手掌)在一段时候后也表现出显著的稳定性。相反,具有高度微生物多样性的皮肤部位,如脚部和潮湿部位,在一段时间后稳定性最差,这可能是由于诸如个人卫生或接触多变的环境之类的因素的缘故。 

       这项研究的一个限制在于它只关注少量健康成年人。在未来的研究中,Kong和Segre计划利用他们了解到的关于健康皮肤微生物的知识研究湿疹和原发性免疫缺陷症患者。Segre说,“未来的研究能够利用健康成年人皮肤微生物群落的相对稳定性,理解各种各样的暴露或疾病状态如何改变这些皮肤微生物。比如,对痤疮患者的研究可能探究特异性的微生物物种是否在青年期痤疮发作期间旺盛生长,或者利用诸如抗生素之类的药物治疗后,特异性的微生物物种是否发生变化。” 

       参考文献:Temporal Stability of the Human Skin Microbiome. doi:10.1016/j.cell.2016.04.008

来源:生物谷


本周科研进展

       英国维康基金会桑格研究所的研究人员测序了560位乳腺癌患者的肿瘤和正常组织的全基因组,鉴定出93个驱动基因,以及与缺陷DNA修复和BRCA1及BRCA2功能相关的突变标签(mutational signatures),揭示了乳腺癌的基因起源和驱动机制。相关研究于5月2日发表在《Nature》和《Nature Communications》上,是目前最全面的乳腺癌基因组分析。 

       5月2日,《Nature》上发表了一项国际合作研究,该项目提取和研究了51个末次冰期欧亚不同人群个体的基因组数据,极大扩展了此领域研究的时空框架;与以前静态分析旧石器时代晚期单一个体基因组不同,本项目首次揭示了该时段欧亚地区完整的人口动态变化情况,更翔实地绘制出冰河时代欧亚人群的遗传谱图,呈现出史前人类演化的复杂性细节,揭密了人类历史鲜为人知的过去,是该领域研究的一项重大突破。 

       科学界对于家犬的起源和驯化一直争议不断。近日,中科院院士张亚平带领团队发现,家犬中亚起源的假说与基于全基因组重测序数据分析的家犬东亚南部起源模式相冲突。相关成果日前在线发表于美国《国家科学院院刊》。 

       来自美国和英国的两个研究小组分别在最近出版的《自然》和《自然—细胞生物学》杂志上发表论文称,他们将人类胚胎体外发育的时间提高到10天以上。这两项研究不仅突破了此前难以超越的7天之限,还将曾经遥不可及的“14天规则”一下拉近到了眼前。问世30余年的人类胚胎研究“14天规则”或因此面临修订。 

       5月2日,最新发表在《Nature Biotechnology》上的一项研究中,河北科技大学以及浙江大学医学院的研究人员报告称,Natronobacterium gregoryi Argonaute(NgAgo)是一种DNA导向的可用于人类细胞基因编辑的核酸内切酶。NgAgo可结合约24个核苷酸大小的5′磷酸化单链导向DNA(guide DNA,gDNA),有效形成位点特异的DNA双链缺口。 

      《新英格兰医学杂志》发表的一项最新研究中,英国牛津大学的研究人员将百亿个携带着正常CHM基因拷贝的无害病毒载体注射到六名无脉络膜症(Choroideremia)患者单个眼球的视网膜感光细胞中,发现这种基因疗法对该种罕见的遗传性失明患者的疗效可持续达四年之久。 

       最近在《Science Advances》发表的一项研究中,一个科学家小组证明,遗传密码进化到包括最多20种氨基酸,它无法进一步增长,是因为转移RNA分子的功能性限制。这项研究的作者解释说,将基因翻译成蛋白质的机器,无法识别超过20种氨基酸,因为这会使它们迷惑,导致蛋白质不断突变,从而引起基因信息的错误翻译,产生“灾难性的后果”。 

       新发表文章 

1. 新技术 

PHYLOViZ Online: web-based tool for visualization, phylogenetic inference, analysis and sharing of minimum spanning trees. Ribeiro-Gonçalves B et al. Nucleic Acids Res. 2016 Apr 29. 

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 IPED: a highly efficient denoising tool for Illumina MiSeq Paired-end 16S rRNA gene amplicon sequencing data. Mysara M et al. BMC Bioinformatics. 2016 Apr 29. 

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Optimizing RNA-Seq Mapping with STAR. Dobin A et al. Methods Mol Biol. 2016. 

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2. 动物 

Transcriptional changes of mouse splenocyte organelle components following acute infection with Toxoplasma gondii. He JJ et al. Exp Parasitol. 2016 Apr 27. 

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Regulation of gene expression in the bovine blastocyst by colony stimulating factor 2. Ozawa M et al. BMC Res Notes. 2016 Apr 29. -

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Genotype imputation in the domestic dog. Friedenberg SG et al. Mamm Genome. 2016 Apr 29. 

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Deep-fried oil consumption in rats impairs glycerolipid metabolism, gut histology and microbiota structure. Zhou Z et al. Lipids Health Dis. 2016 Apr 28. 

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Analyzing the temporal regulation of translation efficiency in mouse liver. Janich P et al. Genom Data. 2016 Mar 18. 

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3. 植物 

Plant transcriptomes reveal hidden guests. Zhu J et al. Biochem Biophys Res Commun. 2016 Apr 26. 

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4. 微生物 

Effect of probiotic yoghurt on animal-based diet-induced change in gut microbiota: an open, randomised, parallel-group study. Odamaki T et al. Benef Microbes. 2016 May 2. 

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 Bacterial Genomic Data Analysis in the Next-Generation Sequencing Era. Orsini M et al. Methods Mol Biol. 2016.

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5. 肿瘤 

Genetic and epigenetic determinants of B-cell lymphoma evolution. Izzo F et al. Curr Opin Hematol. 2016 Apr 28. 

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Protrusion-localized STAT3 mRNA promotes metastasis of liver cancer cells. Liu YH et al. Acta Pharmacol Sin. 2016 May 2. 

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 MicroRNA-421 Gene Polymorphism in Gastric Carcinoma. Jin X et al. Med Sci Monit. 2016 May 2.  

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Integrative Biomarker Analyses Indicate Etiological Variations in Hepatocellular Carcinoma. Zhu AX et al. J Hepatol. 2016 Apr 26.

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Frameshift Mutations of HSPA4 and MED13 in Gastric and Colorectal Cancers. Jo YS et al. Pathol Oncol Res. 2016 Apr 30. 

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Dissecting the multicellular ecosystem of metastatic melanoma by single-cell RNA-seq. Tirosh I et al. Science. 2016 Apr 8. 

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Clonal hematopoiesis in acquired aplastic anemia. Ogawa S. Blood. 2016 Apr 27.

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Correlational study on mitochondrial DNA mutations as potential risk factors in breast cancer. Li L et al. Oncotarget. 2016 Apr 21. 

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Altered expression pattern of circular RNAs in primary and metastatic sites of epithelial ovarian carcinoma. Ahmed I et al. Oncotarget. 2016 Apr 22. 

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6. 其他 

Advancing Benchmarks for Genome Sequencing. Zook JM et al. Cell Syst. 2015 Sep 23. 

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Epilepsy-Related Sudden Unexpected Death: Targeted Molecular Analysis of Inherited Heart Disease Genes using Next-Generation DNA Sequencing. Hata Y et al. Brain Pathol. 2016 May 2. 

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 Exploiting aberrant mRNA expression in autism for gene discovery and diagnosis. Guan J et al. Hum Genet. 2016 Apr 30. 

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 Maternal Plasma DNA and RNA Sequencing for Prenatal Testing. Tamminga S et al. Adv Clin Chem. 2016.

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来源:测序中国

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