Epigenetic phase variation in the gut microbiome enhances bacterial adaptation

生物 基因组 微生物群 表观遗传学 基因组 DNA甲基化 适应(眼睛) 遗传学 相位变化 计算生物学 肠道菌群 宿主适应 细菌基因组大小 基因 进化生物学 毒力 基因表达 免疫学 神经科学
作者
Mi Ni,Katerina Junker,Yujie Liu,Yu Fan,Yangmei Li,Wanjin Qiao,Xue‐Song Zhang,Magdalena Ksiezarek,Edward A. Mead,Alan Tourancheau,Wenyan Jiang,Martin J. Blaser,Raphael H. Valdivia,Lauren Davey,Gang Fang
出处
期刊:Cell Host & Microbe [Cell Press]
卷期号:34 (6): 1033-1049.e8 被引量:9
标识
DOI:10.1016/j.chom.2026.04.019
摘要

Abstract The human gut microbiome within the gastrointestinal tract continuously adapts to variations in diet, medications, and host physiology. A strategy for bacterial genetic adaptation is epigenetic phase variation (ePV) mediated by bacterial DNA methylation, which can regulate gene expression, enhance clonal heterogeneity, and enable a single bacterial strain to exhibit variable phenotypic states. Genome-wide and site-specific ePVs have been characterized in human pathogens’ antigenic variation and virulence factor production. However, the role of ePV in facilitating adaptation within the human microbiome remains poorly understood. Here, we comprehensively cataloged genome-wide and site-specific ePV in human infant and adult gut microbiomes. First, using long-read metagenomic sequencing, we detected genome-wide ePV mediated by complex structural variations of DNA methyltransferases, highlighting those associated with antibiotics or fecal microbiota transplantation. Second, we analyzed a collection of public short-read metagenomic sequencing datasets, uncovering a great prevalence of genome-wide ePV in the human gut microbiome. Third, we quantitatively detected site-specific ePVs using single-molecule methylation analysis to identify dynamic variation associated with antibiotic treatment or probiotic engraftment. Finally, we performed an in-depth assessment of an Akkermansia muciniphila isolate from an infant, highlighting that ePVs can regulate gene expression and enhance the bacterial adaptive capacity by employing a bet-hedging strategy to increase tolerance to differing antibiotics. Our findings indicate that epigenetic modifications are a common strategy used by gut bacteria to adapt to the fluctuating environment.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
liyi完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
威武无施发布了新的文献求助10
2秒前
sanvva应助zc采纳,获得200
3秒前
怡心亭发布了新的文献求助20
3秒前
111发布了新的文献求助10
5秒前
科研通AI6.4应助就那样采纳,获得10
6秒前
6秒前
7秒前
8秒前
潇洒如天关注了科研通微信公众号
8秒前
三岁半完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
Owen应助胡银凤采纳,获得10
11秒前
立体完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
12秒前
我是老大应助CC采纳,获得10
12秒前
12秒前
13秒前
好卷啊你发布了新的文献求助10
13秒前
cst发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
wiky完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
14秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
15秒前
无花果应助QLwyh采纳,获得10
15秒前
打打应助zhai采纳,获得10
15秒前
酷酷亦凝发布了新的文献求助10
16秒前
chunqiu发布了新的文献求助30
16秒前
安静的芝麻完成签到,获得积分10
17秒前
风趣霆完成签到,获得积分10
17秒前
幸福安寒发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
18秒前
科研通AI6.4应助科研熊采纳,获得30
18秒前
稳重书芹关注了科研通微信公众号
19秒前
19秒前
ddd发布了新的文献求助30
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Reducing Compassion Fatigue, Secondary Traumatic Stress and Burnout 600
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Mammalian Synthetic Biology 500
Auslegungsgeschichte 500
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7638992
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9212160
关于积分的说明 19761451
捐赠科研通 7205817
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3275939
关于科研通互助平台的介绍 2437529
邀请新用户注册赠送积分活动 2273208