同期兩篇Cell登上封面：腸道菌研究新工具

設計成功的菌群治療需要對於這個微生物社區的生態基礎有深入的了解。在4月21日的Cell上，有兩篇文章在單細胞和基因基礎上提供了改進的遺傳工具，用於剖析細菌群落的空間組織和時間動態。

可調啟動子的工程菌植入小鼠

腸道菌群影響健康和疾病的許多方面，將它們聯繫起來的挑戰性是因為腸道厭氧菌的遺傳工具是非常有限的。誘導型啟動子是特別有價值的工具，因為這些平台允許對微生物的基因產品對菌群組成、生理和疾病的貢獻進行實時分析。

耶魯大學的研究人員開發的可調錶達平台，讓擬桿菌屬（Bacteroide）中基因的表達由人工合成的誘導控制因子調節。擬桿菌屬在西方人的微生物菌群中是最豐富的菌屬。誘導劑不存在的情況下，啟動子活性被完全抑制；當誘導劑迅速增加四至五個數量級，基因表達。由於小鼠體內和它們的飲食中誘導劑是不存在的，腸道內細菌基因的表達可以通過提供有誘導劑的飲用水調節。

啟動子工作的原理

區分單個細胞菌株的表達工具

斯坦福大學的研究人員應用合成生物學為研究腸道微生物提供了新的途徑，可以用來調查微生物宿主相互作用，進行診斷，並提供治療。在文章中，他們描述了一個擬桿菌屬工程菌平台。研究人員已經確定了一個新的噬菌體啟動子和轉錄調節策略的實現：使表達熒光蛋白的擬桿菌工程菌在小鼠腸道穩定地被植入。

這些噬菌體啟動子能在腸道內無負擔的狀況下，提供超過14天的跨越四個指數級別的不同強度。這些啟動子的功能可以在擬桿菌屬類別中在100萬倍不同的表達。有了這些啟動子，獨特的熒光信號就被編碼允許區分腸道內的六個種的分化。

不同啟動子編碼不同的擬桿菌菌種

微生物群落大型數據集的變化的研究需要在動物模型獲得5個WS：誰、什麼、何時、何地、為什麼的基礎知識。研究方案如下圖所示，可以獲得腸道菌菌群的豐富信息。

參考資料