综述：解码下一代重金属生物修复：基于物种特异性蚯蚓及其肠道微生物组互作——来自分子响应、多组学、合成生物学和人工智能的洞察

《Biodegradation》：Decoding next-generation heavy metal bioremediation via species-specific Earthworm and its gut microbiome interactions: insights from molecular responses, multi-omics, synthetic biology, and artificial intelligence

　　**摘要**重金属污染是持续存在的全球性威胁，亟需开发既具备机制可靠性又具有生态可持续性的生物修复策略。本综述提出了一种关于蚯蚓修复的下一代视角，通过将物种水平生理特征、肠道微生物组功能、分子解毒通路、合成生物学创新、多组学洞察以及人工智能驱动建模整合为统一框架加以阐释。本工作的核心创新在于详细阐明蚯蚓-微生物共生体及其在金属固定、转化与解毒中的协同贡献——从传统的以生物体为中心的观点转向生态工程化的宿主-共生体系统。我们综合了物种特异性的生物富集模式、毒理学反应和解毒机制，并以富集动力学模型加以支持。在分子层面，我们重点阐述了涉及过氧化氢酶、谷胱甘肽-S-转移酶和超氧化物歧化酶的抗氧化防御通路，以及氧化应激信号、大分子损伤和区分适应性韧性与系统崩溃的阈值。合成生物学的进展包括基因编辑、通路重建和工程化共生微生物，这些被视为增强肠道微生物功能并构建靶向金属结合通路的新兴工具。多组学方法从系统层面揭示了解毒网络，发现了一系列与重金属耐受性相关的此前未被表征的基因、酶及代谢特征，以及亚致死胁迫的早期生物标志物。引入基于人工智能的模型增加了一个数据驱动的维度，能够准确预测修复结果并优化蚯蚓修复策略。总体而言，本综述将蚯蚓修复从一种经验性实践提升为可编程的系统生物技术平台，用于可持续的重金属生物修复。