在实验室小鼠的共同多样化的肠道细菌共生体中,最近的遗传漂移

科学领域:

• 微生物生态学 微生物生态学
• 进化生物学 进化生物学
• 基因组学就是基因组学.

背景情况:

• 实验室小鼠 (Mus musculus domesticus) 与野生小鼠 (WGM) 相比,它们拥有不同的肠道细菌群落 (LGM).
• 了解LGM与WGM的进化差异至关重要,因为它们对宿主免疫,疾病建模和药物疗效的差异性影响至关重要.
• 动物中的共同多样化的细菌共生物系具有古老的进化历史 (>2500万年).

研究的目的:

• 研究驱动肠道细菌共生体在实验室小鼠与野生小鼠之间的分歧的进化力量.
• 为了确定基因漂移或自然选择是否塑造了实验室小鼠中共同多样化的细菌共生体的基因组.
• 评估实验室小鼠肠道微生物群 (LGM) 和野生小鼠肠道微生物群 (WGM) 菌株之间的健康差异.

主要方法:

• 比较基因组学分析LGM和WGM菌株的全基因组突变率和固定模式.
• 在无菌小鼠中进行竞争实验,以评估LGM与WGM菌株的体内适应性.
• 遗传学分析,以追踪细菌共生动物血统的进化历史.

主要成果:

• 实验室小鼠中的同样多样化的细菌共生体系表现出加速的遗传负载积累和非同义突变的固定增加,表明遗传漂移升高.
• 与野生小鼠肠道微生物群 (WGM) 相比,同样多样化的菌群中的LGM菌株体内健康状况显著降低.
• 这些突变率和适应性的差异在非共同多样化的共生生物群中没有观察到.

结论:

• 随机过程,如遗传漂移和瓶,是实验室与野生小鼠共同多样化的肠道细菌共生体之间的分歧的主要驱动因素.
• 实验室适应已经对古老的肠道细菌血统施加了新的突变负担,这些细菌血统在动物物种中得到保护.
• 恢复实验室小鼠具有多种野生肠道细菌菌株可能是必要的,以提高它们作为人类健康和疾病模型的实用性.