人体的微生物群落，统称为“人体微生物群”，在维持人体健康方面起着不可或缺的作用。这些微生物通常和谐共处，同时也有助于正常的生理过程。然而，它们种群中的任何失衡都可能引发各种病理状况。因此，理解这些宿主-微生物在健康和疾病中的关系是至关重要的。

宏基因组学是一种先进的DNA测序技术，可以一次性从混合微生物种群中直接提取遗传物质并进行计算机模拟表征，同时绕过了从混合物中分离和培养不同细菌物种的繁琐任务。虽然这项技术有助于获得关于微生物组的更广泛的图像，但密切相关物种的更精细的细节可能会被忽略，从而导致偏差和不准确。

单细胞基因组学是一种很有前途的替代方法，可以从单个细胞中恢复基因组。然而，从更大的角度来看，与传统的宏基因组学方法相比，由于DNA片段更小，这种方法可能导致组装的基因组不完整。

在日本早稻田大学(Waseda University)和早稻田大学的创业项目bitBiome之间的一项开创性合作研究中，包括Masahito Hosokawa副教授在内的研究团队测试了一种混合方法，将传统宏基因组学与sc-宏基因组学结合起来，可以弥合两种技术的差距。“仅从宏基因组分析重建的细菌基因组是不完美的，而且有错误。我们开发了一种新的单细胞宏基因组整合框架，称为SMAGLinker，它分别决定了每个细胞的基因组序列。使用这种方法，我们的目标是全面获得准确的细菌基因组，这在过去一直是一个挑战，”Hosokawa解释说，他也是bitBiome的创始人。

他们首先使用微流控技术(一种先进的DNA扩增技术)生成了单细胞扩增基因组(SAG)，用于人类肠道和皮肤微生物群，以及包含已知细菌的“模拟”微生物群落，以进行验证。接下来，他们使用一种叫做“contig bininning”的方法分析和聚类这些序列。他们将这一分析与宏基因组组装基因组(MAG)相结合，以提高总体覆盖和装箱精度。

在将整合方法与传统宏基因组学方法进行比较时，他们发现，与传统方法相比，整合方法显示出更高的准确性和精确的bin，以及显著更高的基因组回收率(包括rRNA、tRNA和质粒)。

利用SMAGLinker，研究人员可以从肠道和皮肤微生物群构建大量高质量的基因组。此外，与传统方法相比，该方法获得的基因组跨越了更多的细菌属，表明了更好的细菌多样性覆盖。

深入研究后，研究人员还利用SMAGLinker获得了更好的物种内部多样性分辨率。传统的宏基因组学方法只显示了人类葡萄球菌的一个基因组，被其他葡萄球菌基因组污染，而整合方法显示了来自同一皮肤微生物群样本的两个独立的菌株，携带不同的质粒。他们还能够使用模拟微生物样本成功验证他们的发现。

综上所述，SMAGLinker是一种强大的工具，可以提高复杂微生物混合物中密切相关基因组的回收率和分辨率的准确性和质量。作者对他们的发现的潜在影响感到兴奋。“人类共生细菌与人类健康密切相关，了解宿主-微生物之间的相互作用对于设计新的医疗方法以及工业和环境应用都很重要。我们希望这项技术能够扩展到不同的研究领域，以获得准确的微生物特征。”Hosokawa总结道。

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