AI辅助揭示肠道微生物胆汁酸代谢酶：从酶学视角解析宿主-微生物互作新机制

来自北京大学的研究人员开发了AI辅助工作流程BEAUT（bile acid enzyme announcer unit tool），通过非培养依赖的方法系统鉴定了人类肠道微生物中胆汁酸（BAs）代谢酶，发现新型酶MABH和ADS可催化生成具有碳碳键延伸的创新骨架胆汁酸3-acetoDCA，为微生物-宿主互作机制研究提供了全新视角。

　　

这项突破性研究构建了人工智能辅助的胆汁酸代谢酶挖掘系统BEAUT，成功预测超过60万种候选酶并建立HGBME数据库。科研团队不仅鉴定出能降解3-酰化胆汁酸的单酸酰化胆汁酸水解酶（monoacid acylated BA hydrolase, MABH），更首次发现3-乙酰氧基脱氧胆酸合成酶（3-acetoDCA synthetase, ADS）可催化生成全新骨架胆汁酸3-acetoDCA——该分子具有独特的碳碳键延伸结构。通过解析其细菌来源与催化机制，证实3-acetoDCA在人群肠道中广泛存在，并能调控微生物群落互作。这项研究为理解胆汁酸代谢网络提供了酶学层面的创新工具，也为微生物-宿主共进化研究开辟了新途径。

该研究首次利用高精度单细胞转录组长读长测序技术，系统构建了高精度结直肠癌单细胞全长转录本异构体图谱，全面揭示了癌细胞中RNA剪接调控的多层次特征及其对蛋白质结构与功能的潜在影响。

研究不仅鉴定了数百种改变蛋白质氨基酸序列的RNA异构体切换（isoform switching）事件（同一个基因从编码一种蛋白质切换到编码序列有差异的另外一种蛋白质），还揭示了突变等位基因在单细胞中的表达优势，及其对基因表达和剪接调控的潜在功能影响。

本研究为解析结直肠癌的转录组可塑性及RNA剪接调控的治疗靶点提供了新视角，展现了单细胞转录组长读长测序技术在肿瘤异质性研究中的独特优势。

北京大学第三医院普通外科付卫教授、周鑫副主任医师与北京大学生物医学前沿创新中心汤富酬教授为该论文的共同通讯作者。北京大学生命科学学院博士后陆平和张雨博士为该论文的并列第一作者。