Histórico: Os elementos genéticos móveis (MGEs) impulsionam a transferência horizontal de genes e a evolução microbiana, espalhando genes adaptativos pelas comunidades microbianas. Embora extensivamente estudado em outros ecossistemas, o papel dos MGEs na formação de microbiomas gastrointestinais de ruminantes - especialmente seu impacto na diversidade, adaptação e capacidade de resposta à dieta - permanece amplamente inexplorado. Este estudo traça o perfil sistemático da distribuição e funcionalidade do MGE nas regiões gastrointestinais em várias espécies de ruminantes para avançar nossa compreensão da adaptação microbiana.

Resultados: Em 2458 amostras metagenômicas de oito espécies de ruminantes, identificamos 4.764.110 MGes-a um aumento de ~ 216 vezes em relação aos bancos de dados MGE existentes. Esses elementos incluíam elementos integrativos e conjugativos, integrons, sequências de inserção, fagos e plasmídeos, com padrões de mobilização amplamente confinados a linhagens microbianas intimamente relacionadas. A distribuição dos MGEs variou de acordo com as regiões do GIT, muitas vezes refletindo gradientes nutricionais. Em uma coorte de validação, descobriu-se que plasmídeos portadores de GH1 enriquecidos em enzimas ativas de carboidratos predominam no estômago, mostrando notável capacidade de resposta a dietas à base de forragem. Todos os MGEs anotados foram compilados em um banco de dados acessível ao público, o RumMGE (https://rummge.liulab-njau.com), para apoiar pesquisas futuras.

Conclusões: Este estudo expande substancialmente o catálogo de MGEs conhecidos em ruminantes, revelando seus diversos papéis na evolução microbiana e na adaptação funcional às mudanças na dieta. As descobertas fornecem um recurso valioso para o avanço da pesquisa sobre funcionalidade microbiana e oferecem insights com possíveis aplicações para melhorar a saúde e a produtividade dos ruminantes, por meio de estratégias destinadas a modular o microbioma em contextos agrícolas. Resumo em vídeo.