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研究發(fā)現(xiàn)蜱–病原體–微生物組互作規(guī)律
來源：中國科學院動物研究所
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蜱作為病原媒介，能夠?qū)⒍喾N細菌、病毒和寄生蟲病原體傳播給人類和動物。有研究發(fā)現(xiàn)，蜱攜帶的微生物高度復雜且種間微生物組多樣性差異顯著，生態(tài)地理因素與蜱遺傳變異可能共同影響蜱傳病原體分布。為挖掘蜱微生物組分布規(guī)律及其環(huán)境影響因素、尋找蜱傳病原傳播規(guī)律，需要對不同蜱屬蜱種、不同生態(tài)區(qū)域、不同寄生狀態(tài)等其他關(guān)鍵生態(tài)特征的樣本開展研究。
近日，中國科學院動物研究所趙方慶團隊，聯(lián)合軍事醫(yī)學研究院曹務(wù)春與賈娜團隊、中國農(nóng)業(yè)大學王金鋒團隊，通過大尺度系統(tǒng)性采樣，獲得了覆蓋中國大陸31個行政省份，囊括8個蜱屬、48種蜱超過16000份樣本，經(jīng)過混合樣本的二代短讀長和三代長讀長測序，以及對應(yīng)的深度基因組分析與病原解析，確定蜱基因組特征、相關(guān)病原體和微生物組成及其影響因素與二者間的關(guān)聯(lián)，為探討“蜱–微生物-環(huán)境”互作提供了重要資源，并為制定控制蜱傳疾病的傳播策略奠定了基礎(chǔ)。
該研究通過生物信息學分析，獲得7783個中等質(zhì)量以上的宏基因組組裝基因組（MAGs）�；�于MAGs間平均核苷酸相似性，并以質(zhì)量最高的MAG為代表，研究獲得1373個代表性宏基因組組裝基因組。其中，約2/3被初步歸類為未定義物種。研究分析不同蜱屬、蜱種及地理區(qū)域間攜帶的差異，識別出蜱微生物組的蜱種特異性與區(qū)域特異性。
為剖析影響蜱微生物組的因素，該研究以蜱微生物組豐度為基礎(chǔ)進行分類，識別出5種蜱微生物組生態(tài)型。每個生態(tài)型均由特定細菌主導，生態(tài)型之間呈現(xiàn)出多樣性差異。濕度和溫度等環(huán)境因子對蜱微生物組產(chǎn)生了重要影響，并在不同生態(tài)型中存在類似的環(huán)境因素影響模式，表明不同生態(tài)型的蜱微生物組可能受到相同因素的塑造。研究進一步評估生態(tài)型與蜱種、宿主動物及地域與蜱微生物組生態(tài)型之間的關(guān)聯(lián)發(fā)現(xiàn)，立克次氏體主導的生態(tài)型與特定蜱種及其在中國東北和內(nèi)蒙古–新疆地區(qū)的自由生活狀態(tài)相關(guān)，凸顯自由生活狀態(tài)在其生態(tài)型形成中的作用。同時，隨機森林模型分析證實，蜱種和宿主動物對微生物組組成的影響關(guān)聯(lián)。
該研究驗證了線粒體基因組多樣性與微生物組相似性之間的關(guān)聯(lián)，推測蜱基因型與其微生物組之間存在潛在關(guān)聯(lián)。為驗證這一假設(shè)，研究通過微生物組全基因組關(guān)聯(lián)分析，在多個蜱種中檢測到與病原體豐度相關(guān)的高可信度單核苷酸多態(tài)性，包括19個長角血蜱SNPs（涉及其第4號染色體上M13家族肽酶基因）、19個微小扇頭蜱SNPs（涉及類血清素受體蛋白基因，與5-羥色胺信號通路相關(guān)）、31個森林革蜱SNPs（涉及幼蟲激素酸甲基轉(zhuǎn)移酶相關(guān)基因）�？缥锓N功能分析發(fā)現(xiàn)，上述SNPs涉及基因參與發(fā)育、代謝、定位、細胞過程、生殖和應(yīng)激反應(yīng)等重要生物學過程。
研究團隊構(gòu)建出覆蓋中國大陸所有省、市、自治區(qū)的“蜱–微生物-環(huán)境”數(shù)據(jù)庫，解析了生態(tài)地理因素對蜱微生物組的影響，鑒定出多種潛在致病微生物物種，揭示了蜱基因組多樣性與病原體之間的關(guān)聯(lián)機制。這深化了科研人員對蜱、微生物及病原體間復雜互作關(guān)系的認知，為未來蜱媒傳染病的精準監(jiān)測和風險預(yù)警提供了科學依據(jù)，對制定有針對性的蜱防控策略具有指導意義。
9月23日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《自然-微生物學》（Nature Microbiology）上。研究工作得到國家自然科學基金和國家重點研發(fā)計劃的支持。
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