微生物研究

呼吸道微生物组决定机制研究

中山大学中山医学院丁涛教授团队与田国宝教授团队合作，揭示了口腔细菌对于肺部菌群和肺部健康的差异化塑造作用。相关成果发表于《先进科学》（Advanced Science）。肺部曾经一度被认为是无菌的。近年来针对肺部样本的微生物组研究已经证实了在健康个体的肺部中也存在共生细菌，然而其起源和形成方式目前尚不明确。新研究关注肺部菌群的决定机制和组装过程，首次阐明了口腔细菌在塑造肺部菌群中的关键作用，揭示差异化塑造肺部菌群的具体过程，并探索了肺型和呼吸道健康之间的关联；研究结论提示了使用口腔微生物作为非侵入性样本替代肺泡灌洗液（BAL）来评估肺部健康的潜力。

口腔和鼻腔菌群共同塑造两种肺型（图片来源于中山大学网站）

口腔和上呼吸道对肺部菌群和肺部健康的差异化塑造作用（图片来源于中山大学网站）

生物质降解菌热纤梭菌的糖摄取机制研究

中国科学院青岛生物能源与过程研究所崔球研究员团队结合体内和体外实验，阐明热纤梭菌中负责纤维寡糖和葡萄糖摄取的转运蛋白及其结构分子机制。相关成果发表于《m生物》（mBio）。热纤梭菌是一种高效降解木质纤维素类生物质的嗜热厌氧细菌，在农林废弃物生物质的转化利用中具有应用价值。热纤梭菌通过分泌一种多酶复合体——纤维小体将木质纤维素中的多糖水解为以纤维寡糖为主的可溶性糖，进而为细胞提供碳源和能量。研究阐明了热纤梭菌的寡糖和葡萄糖摄取机制，发现了寡糖摄取与纤维小体表达调控的偶联关系，加深了对热纤梭菌的生理和代谢机制的认识。

首例单子叶植物NLR抗病毒基因

中国农业大学张永亮、李大伟教授团队，中国科学院遗传与发育生物学研究所刘志勇研究员与国内外科学家合作，通过图位克隆的方法克隆了第一个抗大麦条纹花叶病毒基因BSR1。相关成果发表于《新植物学家》（New Phytologist）。NLR蛋白作为植物体内普遍存在的一类抗性蛋白，对植物的抗病性具有重要调控作用。BSR1是首个在单子叶植物中克隆的编码典型NLR蛋白的抗病毒基因。短柄草是一种理想的麦类作物优异基因发掘和功能研究模式植物，也是禾本科作物潜在R基因的来源，可用于作物改良，同时为理解病毒-宿主基因的协同进化和抗性开辟了新的途径，有助于了解R基因介导的禾本科作物抗病毒病机制。

埃可病毒感染诱导细胞焦亡机制研究

中国科学院武汉病毒研究所/病毒学国家重点实验室周溪研究员团队发现埃可病毒通过促进NLRP3炎症小体的激活诱导细胞焦亡的致病机制。相关成果发表于《公共科学图书馆·病原体》（PLOS Pathogens）。埃可病毒11型（Echovirus 11，ECHO11）属于小RNA病毒科肠道病毒属的B族肠道病毒，是最常见的肠道病毒之一。ECHO11感染可导致广泛的疾病，如无菌性脑膜炎、上呼吸道感染、心肌炎和肝炎。近年来，ECHO11频繁暴发，特别在新生儿中引起的严重疾病如急性肝炎具有较高的发病率和死亡率。研究确定了ECHO11 2B发挥作用的关键氨基酸位点，为理解致病机制及抗ECHO11药物研发提供了新思路。

EB病毒抑制宿主DNA损伤应答（DDR）的新机制

中国科学院生物物理研究所周政课题组和北京大学徐冬一课题组合作，揭示了EB病毒蛋白BKR F4调控宿主核小体组装并抑制宿主DDR的分子机制。相关成果发表于《美国科学院院刊》（PNAS）。EB病毒是一种具有双链DNA基因组的γ疱疹病毒，BKRF4是EB病毒的被膜蛋白（BKRF4），DDR是细胞进化出的一套完整的DNA损伤应答（DDR）体系。DNA承载着细胞的遗传信息，其稳定传递和精确复制对于生命体的生存至关重要。此项研究探明了一种新的核小体结合模式，揭示了BKRF4识别DNA损伤、破坏染色质组装、调控宿主DDR的作用机制。

流感病毒调控干扰素机制研究

暨南大学病原微生物研究院吴建国教授团队揭示了甲型流感病毒（IAV）感染通过宿主鞘氨醇激酶SPHK2调控Ⅰ型干扰素合成进而影响病毒复制的新机制。相关成果发表于《公共科学图书馆·病原体》（PLOS Pathogens）。在流感暴发季节，流感病毒因其高致病性、高致死率，给全球带来了严重的生命健康威胁和巨大的经济损失。在流感病毒与宿主相互作用的过程中，病毒的吸附进入、病毒基因组的组装及病毒逃避细胞免疫的各个阶段涉及多种宿主因子的参与。研究揭示了流感病毒利用宿主因子鞘氨醇激酶SPHK2以非常精巧的机制促进自身复制的机制，拓宽了人类对于流感病毒与宿主相互作用的认知。

BKRF4调控宿主核小体组装并抑制宿主DNA损伤应答的模型（图片来源于中国科学院生物物理研究所网站）

医源性病原细菌细胞行为调控新模式

中国科学院微生物研究所王芳芳与河北大学葛欣等人合作，发现磷酸二酯酶SisP是细菌感知亚铁离子并控制鞭毛合成的关键调控蛋白。相关成果发表于《m生物》（mBio）。嗜麦芽宅食单胞菌是近年来严重威胁人民生命健康的医源性条件致病细菌，ICU病房检出率高，致死率高，多重耐药。前期研究表明，环二鸟苷单磷酸（c-di-GMP）是这一细菌调控毒力和细胞感染行为的重要第二信使分子，但精细调控机制不明。新研究发现，当细菌生存于寄主因急性损伤或出血导致的富铁环境时，亚铁离子结合SisP，提高了SisP降解c-di-GMP的酶活性。这一过程解除了c-di-GMP对细菌鞭毛合成调控蛋白FsnR的抑制作用。

酿酒酵母合成甲基酮研究

中国科学院天津工业生物技术研究所王钦宏研究员和戴宗杰研究员带领的进化与代谢工程研究团队通过代谢工程改造，开发了生产甲基酮的酿酒酵母细胞工厂。相关成果发表于《代谢工程》（Metabolic Engineering）。甲基酮是一类脂肪酸衍生物，可用作信息素类杀虫剂，也被用于香精、香料、化学合成中间体及生物燃料调和剂。由于植物提取效率低，甲基酮主要通过烃类的化学氧化合成。在这项研究中，通过增强酿酒酵母固有的过氧化物酶体脂肪酸β-氧化循环、创建全新异源胞质脂肪酸β-氧化途径，实现了中链甲基酮（2-壬酮、2-十一烷酮、2-十三烷酮和2-十五烷酮）的生物合成。