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Cell:长读长测序组装肠菌完整基因组,深度解析儿童营养不良

时间:2025-09-10 来源:热心肠研究院 作者:热心肠小伙伴们 浏览次数:

Cell

[IF:42.5]

Culture-independent meta-pangenomics enabled by long-read metagenomics reveals associations with pediatric undernutrition


主要作者: Jeremiah J. Minich,Mark J. Manary,Todd P. Michael
Article10.1016/j.cell.2025.08.0202025-09-09
研究设计与数据:本研究对马拉维幼儿进行为期11个月的纵向粪便宏基因组分析,系统比较了长读长测序PacBio(PB)、Oxford Nanopore(ONT)与短读长Illumina(ILMN)技术在恢复完整宏基因组组装基因组(cMAGs)方面的效能,共获得986个cMAGs,其中839个为环状、74个为潜在新物种。
技术平台比较:研究证实长读长测序生成完整基因组的效率远超短读长,其cMAGs产出率高出44至64倍,其中PB平台在组装准确性、完整度和成本效益上综合表现最佳。
核心关联发现:儿童线性生长迟缓与“常驻”肠道微生物随时间的基因组不稳定性直接相关,即生长改善儿童的微生物基因组更稳定,而生长迟滞儿童的微生物基因组更不稳定(平均核苷酸一致性(ANI)随时间的下降幅度更大)。
关键菌属与基因:泛基因组与微生物全基因组关联研究(mGWAS)识别出多个与生长相关的菌属,其中双歧杆菌属、巨球菌属、粪杆菌属和普雷沃菌属的特定基因变异与儿童年龄别身长Z评分(LAZ)改善或母乳喂养状态显著关联;发现89个与良好生长相关基因,其中包括脂多糖修饰相关的arnC。
病毒整合线索:粪杆菌属中噬菌体整合事件在LAZ上升的儿童中更频繁,提示病毒-细菌相互作用及菌株进化可能参与生长差异。
数据库与应用:把本研究产生的986个cMAGs引入到公共数据库GTDB后,能显著提升物种分类与下游分析分辨率,为微生物组研究提供了高质量参考。


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