单细胞尺度上解析厌氧微生物相互作用的分子机制

项目名称： 单细胞尺度上解析厌氧微生物相互作用的分子机制

项目编号： No.31370115

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 生物科学

项目作者： 张卫文

作者单位： 天津大学

项目金额： 82万元

中文摘要： 微生物相互关系的建立和维持是自然环境中微生物生理代谢活动的重要环节。为了探讨其分子机制，我们选择一个由细菌和古细菌组成的典型厌氧微生物群落，并使用宏基因组、宏转录组以及单细胞基因分析相结合的方法来解析微生物从"单独"生长表型向"结盟"生长表型转化过程中的遗传学变化。研究基于两个科学假设：一）微生物相互关系的建立和维持涉及对代谢和调控途径的改变，包括基因功能和表达水平的改变甚至异源基因的引入；二）微生物相互关系建立和维持过程发生在单细胞水平，具有显著的种群多态性，需要通过基于单细胞尺度的分析才能准确解读。研究将揭示微生物是如何通过在基因组和转录组水平上的调控，以及多基因的协同来建立微生物相互关系，进而适应新的环境。单细胞基因表达技术的应用将首次实现对微生物相互关系建立过程的动态分析。本研究对解析微生物生态，以及发展基于混合微生物的生物工程应用有着重要的理论和应用价值。

中文关键词： 厌氧微生物；相互作用；宏转录组分析；单细胞分析；微进化

英文摘要： Microorganisms can establish beneficial interaction with other microbes in order to adapt to the changing environments. To explore the molecular mechanism that microbial genomes change and adapt to new environments, we propose to use a typical anaerobic m

英文关键词： Anaerobic microbes；Microbial interaction；Metagenomics；Single cell analysis；microevolution