近日，微生物技术国家重点实验室刘双江教授团队在Science China Life Sciences上发表了题为 “Gut microbial interactions based on network construction and bacterial pairwise cultivation”的研究论文，为肠道微生物互作关系研究提供了新思路。

图1. 肠道微生物互作关系预测与验证研究流程

肠道微生物通过互利/偏利共生（正相互作用）、偏害共生/竞争（负相互作用）等方式形成复杂的微生物互作网络。目前，肠道微生物互作研究主要基于生信分析，得到的互作关系缺乏实验验证。作者利用生物样本梯度稀释和体外时序培养相结合的方法构建了微生物关联网络，并根据肠道微生物的动态变化和聚类分析筛选获得鲁棒性高的微生物网络关联节点。通过开展定向分离培养，获得关联节点代表菌株并开展共培养实验，证明了生信预测得到的“正向关联”和“负向关联”均包含了复杂的相互作用关系，这凸显了实验验证对微生物网络解析的重要性。此外，比较基因组分析和肠菌培养实验进一步揭示了氨基酸、维生素和短链脂肪酸的交换对肠道微生物间正相互作用关系的建立发挥着重要作用。综上所述，该研究建立了针对时序生物样本的微生物网络预测和验证的研究流程，将其应用于肠道微生物互作研究中，揭示了肠道微生物之间共生关系的作用机制，为基于实验验证的肠道微生物物种水平互作提供了研究方法支撑。

山东大学微生物技术国家重点实验室姜民志博士研究生为本文的第一作者，刘双江特聘教授和王玉琳研究员为本文共同通讯作者，山东大学为第一完成单位和通讯作者单位。本研究得到国家重点研发计划和泰山青年学者经费的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1007/s11427-023-2537-0