Science丨通过多样性生成逆转录元件在肠道微生物组中实现定向蛋白进化

背景：多样性生成逆转录元件（DGRs）是细菌和古菌中的靶向突变系统，能通过突变逆转归巢机制产生大量蛋白质变体。人类胃肠道微生物组中DGRs密度为自然界最高，但其在肠道环境中的动态作用和机制尚未明确。研究目的：探究拟杆菌属中DGRs的分布特征、进化机制和功能，分析其在宿主适应和微生物群落塑造中的作用。通过基因组分析、体外实验和动物模型，系统评估DGRs的活性调控、水平转移及其在母婴传递中的动态。结论：研究发现拟杆菌DGRs能水平转移并多样化V型菌毛黏附蛋白，其活性分为组成型高活性和严格调控型两类。微生物竞争驱动DGR变体的功能性趋同演化，阴道分娩显著促进拟杆菌DGRs的母婴传递。DGRs通过靶向基因组可塑性在宿主相关微生物群落形成中发挥关键作用。