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      微生物的相互作用如何影響我們
      
			
      
				2019-02-25 10:55:33
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      生活在胃腸系統(tǒng)中的微生物之間發(fā)生的相互作用通常會(huì)對(duì)健康產(chǎn)生巨大而不可預(yù)測(cè)的影響，根據(jù)卡內(nèi)基的Will Ludington領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)的新工作。他們的研究結(jié)果發(fā)表在本周的“ 美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊”上。腸道微生物組是一個(gè)生活在人體內(nèi)的數(shù)百到數(shù)千種微生物物種的生態(tài)系統(tǒng)。人類腸道內(nèi)的純粹多樣性對(duì)編目和理解這些社區(qū)對(duì)我們健康的影響提出了挑戰(zhàn)。
      

      微生物的相互作用如何影響我們
      

      生物學(xué)家特別感興趣的是確定整個(gè)微生物組是否大于其各部分的總和。換句話說，個(gè)體物種在多大程度上影響我們的健康和生理，以及這些影響在多大程度上由我們的微生物組中存在的物種之間的相互作用決定?
      

      拉丁頓和他的團(tuán)隊(duì) - 包括分子生物學(xué)家Alison Gould，Vivian Zhang和加州大學(xué)伯克利分校的Benjamin Obadia; 物理學(xué)家埃里克瓊斯和加州大學(xué)圣巴巴拉分校的讓卡爾森; 數(shù)學(xué)家Lisa Lamberti，Nikolaos Korasidis和蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的Niko Beerenwinkel以及奧塔哥大學(xué)的Alex Gavryushkin使用天然簡(jiǎn)單的果蠅微生物組來全面揭示腸道生態(tài)系統(tǒng)。研究小組發(fā)現(xiàn)，腸道微生物組中物種之間的相互作用會(huì)影響健康甚至長(zhǎng)壽。
      

      “我們對(duì)細(xì)菌物種的經(jīng)典方式是在黑白環(huán)境中作為疾病的代理人 - 要么你擁有它，要么你沒有，”拉丁頓說。“我們的研究表明微生物組不是這種情況。特定物種的影響取決于其他物種也存在的背景。”
      

      從果蠅研究中早就知道，腸道細(xì)菌群體可以影響宿主的發(fā)育，生育和長(zhǎng)壽。1927年，加州大學(xué)伯克利分校的海倫·斯坦菲爾德發(fā)現(xiàn)，通過簡(jiǎn)單地從實(shí)驗(yàn)室的果蠅中去除腸道細(xì)菌，她可以將壽命延長(zhǎng)14%。
      

      Ludington的團(tuán)隊(duì)重復(fù)了這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)他們移除蒼蠅的特定微生物組時(shí)，壽命延長(zhǎng)了23%。但他們不清楚這種影響有多大是由于存在的個(gè)體物種以及由于其整體微生物生態(tài)而導(dǎo)致的影響。
      

      拉丁頓和他的團(tuán)隊(duì)建立了斯坦菲爾德的工作來剖析果蠅腸道微生物組，并更好地了解這些微生物如何塑造其昆蟲宿主的生命。
      

      他們開發(fā)了一套系統(tǒng)，用于繪制在蒼蠅腸道中發(fā)現(xiàn)的五種細(xì)菌之間的所有可能的相互作用，以了解它們?nèi)绾斡绊懤ハx的發(fā)育，后代的產(chǎn)生和壽命，這些因素共同決定了它的適應(yīng)性。對(duì)相互作用的分析需要開發(fā)新的數(shù)學(xué)方法，這種方法基于五維立方體的幾何形狀，其中每個(gè)物種都是新的維度。
      

      研究小組發(fā)現(xiàn)，微生物種群之間發(fā)生的相互作用對(duì)于蒼蠅的生理學(xué)和個(gè)體物種的存在同樣重要。就壽命變化23%而言，個(gè)別物種只能占到效果的四分之一，而其他因素則相互影響。這些相互作用對(duì)決定蒼蠅將其遺傳物質(zhì)傳遞給新一代的可能性的某些因素(但不是全部)具有很大影響。
      

      “當(dāng)我們檢查我們稱之為蒼蠅健身的總量 - 它存活和創(chuàng)造后代的機(jī)會(huì) - 我們發(fā)現(xiàn)在短壽命與大量后代之間存在權(quán)衡，與長(zhǎng)壽和少量后代之間存在權(quán)衡，”拉丁頓解釋。“這種權(quán)衡是通過微生物組相互作用來調(diào)節(jié)的。這意味著如果我們想要了解微生物組如何影響我們的健康，我們需要對(duì)細(xì)菌組合如何影響宿主而不僅僅是個(gè)體物種進(jìn)行預(yù)測(cè)性理解。”
      

      此外，為該研究項(xiàng)目開發(fā)的測(cè)量和分析工具表明，果蠅是理解人類和其他動(dòng)物中更復(fù)雜的微生物組相互作用的良好模型，這對(duì)于未來的工作將是重要的。
      
			

			
        
      
			
      
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