牙菌斑上的微生物竟然与土壤更为相似，而不是舌苔

　　

长期以来，人类口腔中的微生物小伙伴一直是微生物学家的主要关注点，因为它们会对宿主健康产生影响。近期一项新的宏基因组学研究发现，生活在牙菌斑上的微生物与土壤中的微生物更为相似，而不是舌苔。这项令人惊讶的结果暗示了口腔微生物组是如何进化的。

芝加哥大学医学中心领导的研究团队检查了7名个体的牙菌斑和舌头微生物组。他们重点研究了一类以往被忽视的细菌 – TM7（即Saccharibacteria）。多个分析结果表明，牙菌斑中发现的TM7与土壤中发现的细菌密切相关，而舌苔上的TM7细菌与其他宿主相关细菌更为相似。

这项研究成果于近期发表在《Genome Biology》杂志上，表明牙菌斑上的细菌可能充当了“垫脚石”，让环境微生物能够适应在宿主中生活。第一作者Alon Shaiber博士表示，牙菌斑和舌苔上的TM7似乎都与动物宿主有着古老的关联，但前者更类似于环境中的细菌。

研究人员从7名个体中采集了总共71份牙菌斑和舌苔微生物样本。在分别组装了牙菌斑和舌苔样本后，他们重建了微生物基因组，产生了790个非冗余基因组。这些细菌中的许多属于候选门级辐射类群（CPR），这是一类在自然界中广泛分布的庞大细菌类群，它们缺乏必不可少的生物途径，通常需要与宿主共生。

他们发现，此样本中有43个CPR基因属于TM7（或Saccharibacteria）。绝大多数的（42个）TM7群体存在于牙菌斑或舌苔样本中，但并非同时存在于两个样本中，表明这些群体是位点特异的。系统发育分析表明，牙菌斑和舌苔相关细菌属于不同的分支。值得一提的是，42个牙菌斑相关基因组中的41个属于单个进化枝，表明其生态位是祖先性状。

研究人员根据核糖体蛋白基因开展进一步的系统发育分析，将口腔TM7群体分为六个与牙菌斑或舌苔区域相关的单系进化枝。不过，这些进化枝的姐妹群由非人类来源的基因组组成。

与舌苔相关的口腔TM7群体与来自动物肠道的基因组分在一组，而与牙菌斑相关的口腔TM7群体则与来自环境或土壤的基因组分在一组。进一步的分析表明这些TM7细菌与其宿主环境之间存在着古老的联系。研究人员认为，牙菌斑微生物组可能充当细菌适应宿主生活的场所，从而帮助口腔微生物组进化。

资深作者、芝加哥大学的Murat Eren表示：“我们的假设是，牙菌斑为细菌提供中间场所，使其不必立即应对宿主的威胁，从而在宿主相关微生物（TM7的某些进化枝）的进化过程中发挥作用。一旦适应了牙菌斑，微生物就可以跳跃到新的栖息地，比如舌苔，以便完全适应宿主。”（生物通 薄荷）

原文检索

Shaiber, A., Willis, A.D., Delmont, T.O. et al. Functional and genetic markers of niche partitioning among enigmatic members of the human oral microbiome. Genome Biol 21, 292 (2020). https://doi.org/10.1186/s13059-020-02195-w