解析须发癣菌和断发毛癣菌单倍型基因组：为抗真菌治疗开启新篇

《Scientific Data》：Haplotype-resolved genomes of Trichophyton mentagrophytes and Trichophyton tonsurans

为解决皮肤癣菌高质量基因组缺失，阻碍对其了解的问题，研究人员开展了对须发癣菌（Trichophyton mentagrophytes）和断发毛癣菌（Trichophyton tonsurans）单倍型解析基因组的研究。利用 PacBio HiFi 技术，获得近乎完整基因组，为抗真菌干预和公共卫生策略提供资源。

　　皮肤癣菌，这一神秘的真菌家族，如同潜藏在人类和动物身边的 “健康刺客”，悄无声息地寄生在皮肤、毛发和指甲上，引发各种令人烦恼的皮肤病。想象一下，头皮上顽固的头癣，双脚瘙痒难耐的足癣，还有指甲变得斑驳、脆弱的灰指甲，这些都是皮肤癣菌的 “杰作”。长期以来，由于缺乏高质量的皮肤癣菌基因组，科学家们就像在黑暗中摸索的行者，对这些真菌的了解极为有限，难以精准找到对抗它们的有效方法，在诊断和治疗相关疾病时困难重重。

在这样的困境下，河南理工大学医学院、浙江大学医学院以及福建农林大学生命科学学院的研究人员决心打破僵局，开启了一场探索皮肤癣菌基因组奥秘的科研之旅。他们聚焦于须发癣菌（Trichophyton mentagrophytes）和断发毛癣菌（Trichophyton tonsurans）这两种具有重要医学意义的皮肤癣菌，深入研究它们的基因组，希望能从中找到攻克皮肤癣菌感染的 “钥匙”。最终，研究成果发表在《Scientific Data》上。

研究人员为了深入剖析这两种皮肤癣菌的基因组，采用了一系列先进的技术方法。首先，从河南理工大学医学院获取临床分离的须发癣菌和断发毛癣菌样本。接着，利用改良的 CTAB 法提取高质量基因组 DNA 。随后，构建 SMRTbell 文库，并使用 PacBio HiFi 环状一致性测序（CCS）技术进行测序，获取高质量的长读长数据。最后，运用 Hifiasm 软件进行基因组组装，同时借助多种生物信息学工具完成基因结构预测和功能注释。

基因组组装与特征分析

研究人员利用 Hifiasm 软件对测序数据进行从头基因组组装。结果显示，须发癣菌和断发毛癣菌的基因组大小分别为 24.48 Mb 和 25.24 Mb ，均无间隙。两者都含有 3 条假染色体，其中 2 条达到端粒到端粒（T2T）水平。通过 Benchmarking Universal Single-Copy Orthologs（BUSCO）分析表明，两个基因组的完整性超过 99%，HiFi 读段重映射率大于 99.99%，这充分证明了基因组组装的高质量、准确性、连续性和完整性。

基因注释与功能预测

研究人员运用 GETA 软件结合多种预测方法进行基因结构预测，在须发癣菌和断发毛癣菌基因组中分别鉴定出 7577 个和 7519 个蛋白编码基因，其中 1965 个和 1826 个基因存在可变剪接形式。同时，还发现了 503 个和 421 个长链非编码 RNA（lncRNA）。通过与多个基因功能数据库比对，近 99% 的基因获得了详细的功能注释，这意味着基因预测结果较为准确和完整。

重复序列分析

研究人员利用 RepeatModeler 和 RepeatMasker 等工具对基因组重复序列进行注释。结果显示，须发癣菌和断发毛癣菌基因组中重复序列分别占 8.89% 和 9.99%。其中，LTR 反转录转座子（LTR-RT）Ty3/Gypsy 元件在两个基因组中占主导地位。值得注意的是，在断发毛癣菌基因组中发现大量非 LTR-RT 长散在核元件（LINEs），而须发癣菌基因组中则不存在，这表明这些转座元件在两个物种分化后发生了扩增。

这项研究成功获得了须发癣菌和断发毛癣菌的单倍型解析、近乎完整的基因组。这些高质量的基因组数据为深入了解皮肤癣菌的生物学特性、致病机制以及抗真菌耐药性提供了宝贵的资源。通过精确的比较基因组学和致病岛定位，有助于开发更有效的抗真菌药物和分子诊断方法，从而为临床治疗皮肤癣菌感染和制定公共卫生策略提供有力的支持。研究人员揭示的基因组结构和基因功能信息，也为进一步探索皮肤癣菌与宿主之间的相互作用奠定了基础，有望在未来推动皮肤癣菌病防治领域取得更大的突破，让人们在对抗皮肤癣菌感染的战斗中掌握更多主动权，为人类和动物的健康保驾护航。