人类粪便来源的新型捕食性黏细菌的基因组学解析及其在肠道生态与分类学中的意义

本研究首次从炎症性肠病（IBD）患者粪便中分离培养出三株黏细菌（Myxobacteria），通过表型组学、基因组学（16S rRNA/ANI/AAI/PoCP）和功能分析，提出新种Myxococcus faecalis sp. nov. O35T和新属Pseudomyxococcus gen. nov.（含新种P. flavus sp. nov. Y35T），揭示了黏细菌在肠道微生物组的潜在生态调控作用，并为黏球菌目（Myxococcales）分类体系提供了新框架。

　　

基因组学视角下的新型人类粪便源黏细菌

ABSTRACT
黏细菌（Myxobacteria）是一类革兰氏阴性、产孢的捕食性细菌，此前从未在人类肠道中实现纯培养分离。本研究从两名IBD患者粪便样本中分离出三株黏细菌（O35、O15、Y35），通过16S rRNA基因序列分析和系统发育学鉴定为Myxococcus属成员。基因组相关指数（AAI、PoCP）和数字DNA-DNA杂交（dDDH）证实其分别属于两个新物种：Myxococcus faecalis sp. nov. O35^T和新属Pseudomyxococcus gen. nov.（含P. flavus sp. nov. Y35^T）。

INTRODUCTION
黏细菌以其"狼群式"捕食策略和复杂次级代谢能力闻名，但人类肠道中的可培养代表尚未见报道。本研究结合培养组学和宏条形码技术，揭示了黏细菌在肠道中的存在及其潜在功能。

RESULTS
表型特征
菌株O35/O15形成橙色黏性球状子实体，Y35产生黄色结构。生理测试显示O35/O15最适生长温度30°C–37°C，Y35为28°C–30°C。脂肪酸谱分析显示主要成分为anteiso-C_15:0和iso-C_15:0。所有菌株均能捕食大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus），但对白色念珠菌（C. albicans）的捕食能力存在差异。

系统基因组学
16S rRNA基因系统发育将Myxococcus属分为两组：I组含O35/O15（与M. fulvus相似度99.6%），II组含Y35（与M. macrosporus相似度99.3%）。基于400个保守蛋白的PhyloPhlan分析和35个核心基因树均支持该分群。AAI和PoCP热图显示组间差异显著（AAI<80%，PoCP<75%），支持建立新属Pseudomyxococcus以容纳II组成员。

功能基因组分析
生物合成基因簇（BGCs）
15株Myxococcus spp.共预测到567个BGCs，包括非核糖体肽合成酶（NRPS）、聚酮合酶（PKS）和萜烯类合成通路。新菌株携带ajudazol A（抗肿瘤活性）和myxochelin（铁载体）等独特基因簇，其中dkxanthene合成簇在O35和Y35中存在基因重排现象。

碳水化合物活性酶（CAZymes）
菌株编码167-234个CAZymes，包括降解纤维素（GH5/GH6）、淀粉（GH13/GH57）和几丁质（GH18/GH19）的酶类。GH16家族β-1,3-葡聚糖酶可能参与真菌细胞壁降解，暗示其在肠道微生物调控中的作用。

肠道黏细菌OTUs
从IBD队列中鉴定出11个黏细菌OTUs，其中OTU131与O35/O15高度相似，OTU245与Y35相近，证实分离株在肠道中的天然存在。

DISCUSSION
本研究首次证实人类肠道中存在可培养黏细菌，其通过BGCs和CAZymes可能参与肠道菌群平衡调控。基因组分类学分析揭示了Myxococcus属的异质性，提出以AAI/PoCP作为属级划分新标准。新菌株的捕食特性和抗生素耐药谱（对氨苄西林/舒巴坦耐药，对多粘菌素敏感）为探索其在IBD中的作用提供了线索。

新分类单元描述
Pseudomyxococcus gen. nov.
基因组大小8.9–9.5 Mb，GC含量68.8–70.6 mol%，模式种为P. virescens DSM 2260^T。

P. flavus sp. nov. Y35^T
特征性黄色子实体，主要脂肪酸anteiso-C_15:0（18.54%），基因组GC含量69.9 mol%。

M. faecalis sp. nov. O35^T
分离自人类粪便，最适pH 9.0，含独特dawenol合成基因簇，基因组GC含量70.1 mol%。

MATERIALS AND METHODS
采用E. coli诱饵技术从粪便样本分离菌株，通过PacBio/Nanopore+Illumina混合测序完成基因组组装。表型实验采用VY/2培养基，API ZYM酶谱分析显示菌株具有独特β-葡萄糖苷酶活性。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献支持内容，专业术语均保留原文格式与命名体系）