宿主-微生物群相互作用组揭示了广泛的跨王国联系

2024年3月20日《Nature》发表一项研究：与人类密切相关的无数微生物对生理产生了各种影响，但这些影响的分子基础大多仍然未知。经典病原体通常会入侵宿主组织，并通过与人类细胞外蛋白和分泌蛋白（"外蛋白组"）的相互作用来调节免疫反应。共生微生物也可能通过与宿主外源蛋白的相互作用来促进生态位定植并塑造宿主生物学；然而，外源蛋白组与微生物群之间的直接相互作用在很大程度上仍未得到探索。在这里，我们开发并验证了一种新技术--BASEHIT，该技术可对人类外蛋白质组-微生物组的相互作用进行蛋白质组规模的评估。利用 BASEHIT，我们研究了来自不同系统发育和来源组织的 519 种与人类相关的细菌菌株与 3,324 种人类外来蛋白之间的 170 多万种潜在相互作用。由此产生的相互作用组揭示了一个广泛的跨王国连接网络，其中包括数千种以前未曾描述过的宿主-微生物相互作用，涉及 383 种菌株和 651 种宿主蛋白。该网络中的特定结合模式暗示了潜在的生物逻辑；例如，同种菌株表现出共享的外显子蛋白结合模式，而单个组织分离物则与组织特异性外显子蛋白独特结合。此外，我们还观察到数十种独特的、往往是菌株特异性的相互作用，它们在菌穴定植、组织重塑和免疫调节中可能发挥作用，并发现具有不同宿主相互作用特征的菌株在体外与宿主细胞的相互作用以及在体内对宿主免疫系统的影响各不相同。总之，这些研究揭示了以前未曾探索过的分子水平的宿主-微生物群相互作用，这些相互作用可能是本土微生物对人类健康和疾病产生因果效应的基础。