腸道微生物組的多樣性可以通過(guò)飲食習(xí)慣和進(jìn)化史來(lái)解釋

是什么決定了動(dòng)物消化道中微生物的組成?維也納科技大學(xué)和Karl Landsteiner大學(xué)克雷姆斯以及MPITübingen的大型研究現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了這個(gè)難題。

他們是我們的一部分：我們所攜帶的細(xì)菌和古細(xì)菌的數(shù)量是我們自己細(xì)胞的十倍。消化道中的細(xì)菌生態(tài)系統(tǒng)，即所謂的微生物組，不僅對(duì)我們的新陳代謝非常重要，而且對(duì)免疫系統(tǒng)乃至我們的行為都非常重要。動(dòng)物也是如此，但微生物群的組成在動(dòng)物物種之間差異很大。

這是第一次進(jìn)行大規(guī)模研究，以解釋使用來(lái)自自由生活動(dòng)物的糞便樣品開(kāi)發(fā)微生物組。對(duì)來(lái)自魚(yú)類(lèi)，兩棲動(dòng)物，爬行動(dòng)物，鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物的128種不同物種進(jìn)行了檢查。所涉及的研究小組能夠展示進(jìn)化和飲食習(xí)慣如何相互作用并確定消化道中細(xì)菌的組成。腸道中的許多微生物似乎已經(jīng)與宿主動(dòng)物同步發(fā)展了數(shù)百萬(wàn)年。這些結(jié)果還有助于表征水中的糞便污染，允許在未來(lái)以更精確的方式歸因于某些動(dòng)物物種。

來(lái)自家譜樹(shù)所有分支的樣本

“到目前為止，人們對(duì)微生物組進(jìn)行了研究，或?qū)Υ笫蟮葌€(gè)別物種的特殊數(shù)據(jù)進(jìn)行了研究。但是，我們希望選擇盡可能代表整個(gè)脊椎動(dòng)物進(jìn)化樹(shù)的動(dòng)物物種 - 從鳥(niǎo)類(lèi)到哺乳動(dòng)物“釣魚(yú)，”安德納斯法恩萊特納教授說(shuō)，他是TU Wien(ICC Water&Health，http：//www.waterandhealth.at)和微生物診斷教授的聯(lián)合負(fù)責(zé)人，“水和健康”的聯(lián)合負(fù)責(zé)人位于克雷姆斯的Karl Landsteiner私立大學(xué)的ICC水與健康小組。

從野生動(dòng)物獲取樣本非常重要，因?yàn)閯?dòng)物園動(dòng)物可以擁有與野生動(dòng)物完全不同的微生物組。維也納獸醫(yī)大學(xué)野生動(dòng)物科學(xué)與生態(tài)研究所是樣本采集的主要合作伙伴。然后對(duì)所研究的微生物的DNA進(jìn)行測(cè)序 - 部分在TU Wien進(jìn)行測(cè)序，部分在Tübingen的Max Planck發(fā)育生物學(xué)研究所測(cè)序。

分析了來(lái)自180個(gè)不同物種的總共400多個(gè)樣品，產(chǎn)生了2000萬(wàn)個(gè)基因序列。MPI在圖賓根的合作伙伴在該研究中貢獻(xiàn)了他們?cè)谏镄畔W(xué)數(shù)據(jù)分析和進(jìn)化生物學(xué)方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。這揭示了可以通過(guò)進(jìn)化歷史解釋的驚人關(guān)系：微生物組與宿主動(dòng)物共同進(jìn)化已經(jīng)發(fā)展了數(shù)百萬(wàn)年。與進(jìn)化家譜相近的密切相關(guān)的物種在微生物組中也具有相似性。營(yíng)養(yǎng)也起著重要作用，但它絕不是唯一的決定性因素。如果哺乳動(dòng)物和鳥(niǎo)吃同樣的食物，它的腸道內(nèi)仍然沒(méi)有相同的細(xì)菌。“

Georg Reischer

污染生物探測(cè)器

現(xiàn)在我們擁有一個(gè)非常廣泛的數(shù)據(jù)集，可以更加全面和準(zhǔn)確地進(jìn)行這些測(cè)試。“本研究中收集的數(shù)據(jù)不僅可以解釋宿主動(dòng)物和消化道中微生物的共同進(jìn)化，還有助于開(kāi)發(fā)有助于提供清潔水的方法。近年來(lái)，TU Wien開(kāi)發(fā)了一項(xiàng)技術(shù)，該技術(shù)使用DNA測(cè)試來(lái)提供有關(guān)水中糞便污染源的信息。因此，有可能發(fā)現(xiàn)污染是由人類(lèi)廢水還是放牧動(dòng)物引起的。

Andreas Farnleitner

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