从健康人群牙龈下 biofilm 分离的人链球菌（Streptococcus hominis）KHUD_010 菌株完成图基因组解析及其比较基因组学研究

本研究针对口腔微生物组中人链球菌（Streptococcus hominis）基因组信息匮乏的问题，对从健康韩国成人牙龈下 biofilm 分离的菌株 KHUD_010 进行了全基因组测序与分析。研究利用 PacBio HiFi 长读长测序技术完成高质量基因组拼接（1.88 Mb，GC 含量 39.04%），注释出 1,793 个蛋白编码基因、4 个 rRNA 操纵子和 120 个 tRNA，并通过比较基因组学揭示其与粪便及尿液来源菌株的共有关键基因及特有功能特征（如复制修复相关基因富集）。该基因组为深入探索口腔链球菌的生态适应与致病机制提供了关键数据资源。

　　

在口腔这个复杂而精密的微生态系统中，微生物群落的平衡与宿主健康息息相关。链球菌属（Streptococcus）作为口腔中的优势菌群之一，不仅参与生物膜的形成、维持微环境稳定，还与龋病、牙周炎等多种口腔疾病的发生发展密切相关。然而，尽管已有大量研究聚焦于变形链球菌（Streptococcus mutans）或血链球菌（Streptococcus sanguinis）等经典物种，许多新近被鉴定或描述的链球菌物种仍处于基因组研究的盲区。人链球菌（Streptococcus hominis）便是其中之一——作为一种新近命名的物种，此前仅有两条来源于粪便和尿液的非口腔分离株完成图基因组，其在口腔环境中的存在状况、基因组特征及生态功能几乎未知。

在这一背景下，Yang 等人于 2025 年在《BMC Genomic Data》发表了一项研究，首次报道了一株分离自健康韩国成年人牙龈下生物膜（subgingival biofilm）的人链球菌菌株 KHUD_010 的完整基因组序列，并开展了系统的比较基因组分析，填补了该物种在口腔微生物基因组资源中的空白，为理解其潜在功能与适应性进化提供了重要依据。

为完成该研究，作者团队主要采用以下几项关键技术：从健康成人牙龈下样本中分离纯化菌株，经 16S rRNA 测序鉴定为人链球菌；利用 PacBio Sequel II 平台进行高通量长读长测序（产生 135,974 条 HiFi 读长）；借助 SMRT Link v11.0 完成从头拼接并获得环状染色体；使用 NCBI Prokaryotic Genome Annotation Pipeline 进行基因预测和功能注释；通过 BUSCO 评估基因组完整性；最后，选取另外两株人链球菌参考基因组（NSJ-17 和 UMB6992B）进行正交同源聚类及比较基因组分析。

Data description

该研究成功解析了 KHUD_010 的完整基因组，其大小为 1,883,665 bp，GC 含量为 39.04%，编码 1,793 个蛋白质基因、4 个 rRNA 操纵子（分别编码 5S、16S 和 23S rRNA）及 120 个 tRNA 基因。BUSCO 评估显示基因组完整性高达 99.1%，证实其高质量。通过与 NCBI 数据库中的已知菌株进行平均核苷酸一致性（ANI）比较，进一步确认其为人链球菌（ANI 达 99.94%）。

Comparative genomics with NSJ-17 and UMB6992B

研究团队进一步开展了三株人链球菌（KHUD_010、NSJ-17 和 UMB6992B）的比较基因组分析。正交同源聚类分析识别出 1,416 个核心基因集群（保守存在于所有三株菌）、223 个辅助基因集群（非必需但存在于多株菌）以及 398 个菌株特异性基因集群。特别值得注意的是，KHUD_010 拥有 18 个特有基因集群，共包含 20 个基因。这些基因主要富集于 COG 功能类别 L（复制、重组与修复），其余部分涉及类别 S（功能未知）、V（防御机制）和 D（细胞周期控制）。这些特有基因可能赋予 KHUD_010 在口腔特定环境中生存和适应的优势，例如对抗 DNA 损伤、维持基因组稳定性或响应氧化应激等。

综上所述，该项研究首次提供了口腔来源人链球菌的完整基因组序列，极大地丰富了该物种的基因组数据库。通过高质量拼接、系统注释和深入比较分析，研究揭示了KHUD_010 在基因组成和功能潜能上的特点，尤其强调其在 DNA 修复与维护机制方面的独特性。这不仅为后续研究口腔微生物多样性、链球菌属的进化关系以及宿主-微生物互作机制提供了关键数据支持，也凸显出在健康口腔环境中探索“低调”但可能具有重要功能微生物的必要性。该基因组资源的公开将促进更广泛的功能实验与宏基因组研究，进一步揭示口腔链球菌在健康与疾病状态下的生态角色与生物学意义。