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腸道微生物與生理狀態息息相關。除了研究人體腸道微生物對健康和疾病的影響以外，針對動物的腸道微生物研究也是另一大熱點。例如，干預家禽及家畜的腸道微生物可以獲得更好的性狀品質及抗病能力；針對珍稀動物（如大熊貓等）的腸道微生物研究可以幫助人們進一步了解它們的生理特性。
野生動物能夠以病原體感染和有毒的食物為生，并且對各種疾病表現出免疫力，這可能與其體內或體表生存的微生物密切關聯。然而，與已被廣泛研究的人類微生物群相比，我們對野生動物微生物多樣性和功能還知之甚少。
2021年3月，魏茨曼科學研究學院Eran Segal教授團隊在《Science》雜志上發表了題為《Diversity and functional landscapes in the microbiota of animals in the wild》的研究成果，該研究對180多種野生動物腸道微生物群進行了宏基因組研究，發現了大量未知的物種，識別大量的微生物模式與這些動物的特征和分類，并強調其潛力在很大程度上未開發的資源發現新的工業酶和療法。
主要結果
1.?構建野生動物宏基因組數據庫 為了全面研究野生動物的微生物群，作者在全球五個不同的地理區域內收集了 180 多種微生物物種的400多份糞便樣本進行宏基因組分析，構建并注釋了5000多個基因組的數據庫，其中包括1209種細菌。值得注意的是，分析發現，數據庫中超過75%的基因組是未知物種。 接下來，作者對1209種細菌構建了最大似然系統進化樹，發現其中41種尚未定位到任何已知門上，并發現一些細菌分支與同一門中的其他細菌相比具有獨特的功能特性。該結果極大豐富了現在細菌物種分類和功能的多樣性。 2.?微生物群組成與宿主類別和性狀相關 為了能夠系統地研究微生物群組成和宿主表型之間的關系，研究人員分析了哺乳類、鳥類、魚類以及爬行類野生動物，包括了不同的動物類別、飲食模式、活動時間、社會結構、壽命和體重，結果發現微生物的組成，多樣性和功能基因含量與宿主分類或者性狀顯著相關——其中一部分微生物群落豐度僅與宿主所處的環境有關，說明它們在適應環境方面具有特定作用；另一方面，某些微生物菌落僅與宿主的分類有關，說明它們可能具有與宿主協同進化的作用，而與生活方式無關。 3.?功能基因的豐度與宿主表型相關 腸道微生物物種組成與宿主的分類與表型密切相關，而當研究人員進一步在功能基因層面進行分析時，發現菌群功能基因的豐度與宿主的進化和分類就沒有什么緊密的聯系了。PCoA和Mantel 檢驗表明，動物微生物組的功能景觀與生理特征和生活方式特征密切相關，與系統發育無關。 4.?腐肉捕食者微生物群中發現未知毒素代謝基因 野生動物能夠靠病原體感染和有毒的食物生存，并對各種疾病表現出免疫力，這些特征可能在很大程度上是由動物的微生物群造成的。為了揭示這種遺傳物質所代表的一些潛在功能，研究人員在腐肉捕食者的微生物群中搜索到了可代謝細菌毒素的基因，并通過實驗驗證了它們裂解細菌毒素的能力，解釋了這些適應性是由生活在動物體內的微生物賦予的，也為開發應對人類食物中毒的具有抗菌活性的蛋白藥物開發提供了信息。 1. 本研究基于宏基因組組裝，構建并注釋了來自1209種細菌的5080條基因組，其中75%的細菌是未知物種，極大豐富了微生物群落數據庫。 2. 野生動物腸道微生物群的組成和動物類別、飲食模式、活動時間、社會結構、壽命和體重相關，并且與某些類型細菌有共生關系，這些信息不僅提供了野生動物-微生物互作的大量基礎信息，也為新的藥物及酶制劑的開發提供了潛在的信息。 3. 腐肉捕食者野生動物的腸道菌群中存在能夠代謝細菌毒素的基因——解釋了為什么它們不會吃壞肚子，同時也為抗食物中毒藥物開發提供了可能。
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