基因组研究大放异彩！| 凌恩生物1月高分细菌基因组文章大盘点！
凌恩生物现已在宏组学、基因组、表观遗传以及蛋白代谢等多组学及联合分析领域积累了深厚经验，打造出成熟的科研服务平台，以优质售前方案和优秀售后服务助力客户在Nature、Science、PNAS、ISME和Microbiome等高端国际期刊上发表了大量文章。
随着基因组学技术的不断进步，细菌基因组研究在多个领域展现出巨大的应用潜力。它不仅在揭示细菌致病机制方面发挥着关键作用，还为新型抗菌药物的研发以及工业生物技术的推进开辟了新路径，其重要性显而易见。
当前，三代测序技术的普及极大提升了细菌基因组完成图构建的效率和精确度。结合三代测序技术，我们能够获取细菌基因组的全面序列信息，包括基因编码区、调控元件、重复序列等信息，这不仅为深入理解细菌的遗传信息和进化历程提供基础，也进一步揭示细菌的代谢通路、致病机理以及耐药性的产生机制。此外，高质量的细菌基因组对于新型抗生素和疫苗的研发至关重要，为应对日益严峻的细菌耐药性问题也提供了坚实的理论基础和策略支持。
2025年1月，凌恩生物助力客户发表高分细菌基因组文章多篇，物种类型包括链球菌属、假单胞菌属、肺炎克雷伯菌等，累计影响因子超100分。相关文章发表在Journal of Hazardous Materials、Journal of Infection等著名期刊上。接下来让我们一起回顾一下吧~
️与人类感染相关新型B群链球菌基因组研究
Emergence of a novel group B streptococcus CC61 clade associated with human infections in southern China
️发表期刊：Journal of Infection
️影响因子：14.3
️作者单位：华中农业大学
本研究对693株临床分离株进行全基因组测序分析，发现21株新型CC61型（B群链球菌克隆复合体61）菌株，这些菌株形成了一个与传统牛源CC61分离株不同的新分支（CC61H），具有独特的种群结构。比较基因组分析表明，CC61H的成功流行与抗生素抗性基因和毒力基因簇的水平转移有关，其中PI-1基因簇的插入可能促进了ST929相对于ST931的更高流行率。此外，CC61H中还发现了主要菌毛亚单位BP-1和BP-2b以及细菌粘附素bibA的新变体，其中bibA获得了与新生儿高毒力谱系CC17同源基因的致病片段。研究结果表明，鉴于CC61H菌株多药的耐药性，高毒力和基因组表征，应更优先考虑CC61H菌株的监视。
图 B群链球菌种群结构
图 CC61菌株ARG、VF分布和bibA变异体分布
️3,5二氯苯胺降解机理的研究：活性污泥驯化、菌株分离及基因克隆
Unveiling the degradation mechanism of 3,5-dichloroaniline: Activated sludge acclimation, strain isolation and gene cloning
️发表期刊：Journal of Hazardous Materials
️影响因子：12.2
️作者单位：南京农业大学
本研究通过微生物群落分析，发现Dehalobacter sp. DH-1和Pseudomonas sp. DCA-1是关键降解菌。Dehalobacter sp. DH-1能在厌氧条件下将3,5-DCA转化为3-氯苯胺，而Pseudomonas sp. DCA-1能在有氧条件下进一步降解3,5-DCA及其代谢产物。研究还通过转录组分析和异源表达，鉴定了两个负责3,5-DCA降解的基因簇ddoA1A2A3A4和ddoBCDE。此外，研究构建了一种工程菌IHC-DCA-1，能够完全降解农药异丙菌胺及其代谢产物3,5-DCA，为环境污染的生物修复提供了潜在的解决方案。
图 细菌群落分析及环境因子与物种相关性分析
图 DCA-1菌株的基因岛及其降解3，5-二氯苯胺的机理
图 基因工程菌IHC-DCA-1对3，5-DCA和异菌脲的降解
️使用长链烷烃降解细菌铜绿假单胞菌对含烷烃的盐碱土壤进行生物修复
Bioremediation of alkane-containing saline soils using the long-chain alkane-degrading bacterium Pseudomonas aeruginosa DL: Effects, communities, and networks
️发表期刊：Journal of Hazardous Materials
️影响因子：12.2
️作者单位：大连理工大学
本研究采用多组学分析，发现铜绿假单胞菌 DL 的细菌菌株表现出高降解长链烷烃的能力，并表现出对盐碱条件的适应性。降解产物的基因注释和分析表明，菌株 DL 采用逐步断链机制来降解长链烷烃。在使用菌株 DL 对受污染的土壤进行 160 天的生物增强修复后，该菌株使初始浓度为30,000 mg/kg的长链烷烃降解率达到81.36%，显著提高了土壤酶活性，并成功定殖于污染土壤中，相对丰度达到69%。此外，该菌株还与本土细菌形成了合作关系，增强了微生物群落的协同网络，推动群落向更好的烷烃降解能力演化。研究结果为盐碱地石油污染土壤的生物修复提供了重要的菌株资源和数据支持。
图 铜绿假单胞菌DL基因组圈图及ANI分析
图 生物强化修复后微生物群落结构变化
图 KEGG功能预测分析
️质粒在耐药肺炎克雷伯菌传播中的关键作用
The pivotal role of IncFIB(Mar) plasmid in the emergence and spread of hypervirulent carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae
️发表期刊：Science Advances
️影响因子：11.7
️作者单位：复旦大学
本研究聚焦于高致病性耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌（hv-CRKP）的进化和传播机制。通过对全国范围内310株hv-CRKP分离株的基因组进行分析，研究人员鉴定出四种主要的毒力质粒类型，其中pIUC1-IncFIB(K)37和pIUC1-IncFIB
(Mar)质粒最为常见。偶联测定表明，辅助性 IncFIB（Mar）质粒可以有效地转移到高毒力菌株中，并以独特的方式pIUC1-IncFIB(K)37质粒转移回CRKP。此外，实验显示IncFIB(Mar)质粒在传代培养中迅速丢失，而pIUC1-IncFIB(K)37质粒则稳定存在，表明IncFIB(Mar)质粒的不稳定性可能是大多数临床hv-CRKP分离株缺乏辅助共轭质粒的原因。研究还揭示了杂合质粒pIUC1-IncFIB(Mar)的形成机制，为未来针对hv-CRKP的防控策略提供了科学依据。
图 四种不同毒力质粒类型的特征
图 ST11和ST15 CRKP分离株毒力质粒的系统发育信息
️铁载体合成酶-受体基因协同进化揭示了栖息地和病原体特异性细菌铁相互作用网络
Siderophore synthetase-receptor gene coevolution reveals habitat- and pathogen- specific bacterial iron interaction networks
️发表期刊：Science Advances
️影响因子：11.7
️作者单位：北京大学前沿交叉学科研究院
本研究通过开发一种基于基因组序列的铁载体相互作用预测方法，分析了1928个假单胞菌基因组，识别出188种不同的铁载体和4547个受体基因。通过共进化配对算法，成功匹配了铁载体与受体，构建了铁载体介导的相互作用网络。结果显示，环境和非致病性物种之间的相互作用网络更为复杂，而人类相关的致病性物种则形成了较小且分散的网络。此外，数学模型表明，单受体生产者之间无法共存，而多受体生产者更易于共存。这些发现为理解微生物群落的生态功能和动态提供了新视角，并为微生物群落的靶向干预提供了潜在策略。
图 假单胞菌属菌株的分类及绿脓菌荧光素合成酶与受体协同进化的研究
图 不同栖息地中假单胞菌铁相互作用网络图
️转录调节因子SadR的鉴定及磺胺类药物生物传感器的构建
Identification of xenobiotic response element family transcription regulator SadR from sulfonamides-degrading strain Microbacterium sp. HA-8 and construction of biosensor to detect sulfonamides
️发表期刊：Bioresource Technology
️影响因子：9.7
️作者单位：中国科学院南京土壤研究所
本研究分离出一株能降解磺胺类抗生素（SAs）的菌株Microbacterium sp. HA-8，并对其进行基因组分析，发现一个高度保守的SAs降解基因sadABC，其中SadR是一个新发现的调控因子，属于外源性应答元件（XRE）家族，能够负调控sadAB基因的转录，sadR与sadA启动子区结合，抑制sadAB基因的表达。基于此机制，文章构建了全细胞生物传感器 Escherichia coli DH5α/pSRmCherry，用于检测磺胺类抗生素。该生物传感器对磺胺类抗生素的响应呈剂量依赖性，为环境监测提供了新工具。
图 Microbacterium sp.HA-8菌株的分离与鉴定
图 sadR基因的功能鉴定
图 全细胞生物传感器构建及其对SAs药物的影响
在微观世界的奥秘中，细菌基因组蕴藏着无尽的科学宝藏。凌恩生物专注于细菌基因组测序，以精准的技术和专业的服务，为您的科研项目提供强有力的数据支持，期待与您合作。
