BMC Biol：揭秘细菌增加宿主适应性背后的分子机制

如今，微生物如何影响宿主的适应性以及环境适应性已经成为了进化生物学中的一个基本的研究问题。微生物能够增加宿主适应其所处环境以及繁殖的能力，而进化生物学家也在研究其背后的分子机制；近日，一篇发表在国际杂志BMC Biology上题为“Horizontal gene transfer-mediated bacterial strain variation affects host fitness in Drosophila”的研究报告中，来自弗莱堡大学等机构的科学家们通过研究分析了葡糖杆菌属细菌和黑腹果蝇之间的关系；他们发现，特定的葡糖杆菌属细菌突变体能向果蝇供给维生素B1来改善果蝇的健康状况。

揭秘细菌增加宿主适应性背后的分子机制。

图片来源：Wang, Y., et al. BMC Biol 19, 187 (2021). doi：10.1186/s12915-021-01124-y

这项研究主要涉及了比较不同但密切相关的葡糖杆菌属细菌菌株及其对果蝇所产生的影响，研究者发现，携带维生素B1产生基因的细菌会增加果蝇后代的数量，此外，细菌还能横向传递必要的维生素产生基因，也就是说，其不仅能传递给后代，还能传递给其它细菌，这项微生物全基因组关联性研究（GWAS）是研究人员联合进行的。研究者Staubach解释道，我们想通过研究理解微生物是通过什么样的机制来影响宿主的适应性的，因此如今我们正在追踪由细菌所介导的宿主适应性改变的进化事件。

通过追踪维生素产生基因的进化状况，研究人员发现，一类特殊的葡糖杆菌属细菌或许在进化史上丢失了这些基因，但随后通过来自其它细菌的水平基因转移过程而又恢复了这些基因的表达；随后研究者通过创建他们所研究的细菌系统发育树后也发现了这一点，然后他们用来追踪维生素产生基因的进化历史。在该进化树的一个分支上，维生素产生基因能作为一个连接的基因组块（操纵子）出现，并与关系非常远的细菌的基因非常相似，这些都是典型的水平基因转移的足迹。

图片来源：https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-021-01124-y

简言之，本文研究结果强调了密切相关的细菌之间的遗传变异对宿主的重要性，并表明，水平基因转移能促进微生物组的灵活性，并可能会促进宿主对环境的适应性。本文研究结果强调了菌株变异的重要性，以及水平基因转移或能增加微生物组的灵活性以及宿主的适应性。

原始出处：

Wang, Y., Baumdicker, F., Schweiger, P. et al. Horizontal gene transfer-mediated bacterial strain variation affects host fitness in Drosophila. BMC Biol 19, 187 (2021). doi：10.1186/s12915-021-01124-y