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      熱帶魚與其微生物組協(xié)調(diào)適應(yīng)低溫
      
			
      
				2019-03-04 10:54:42
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      eLife的一項研究顯示，科學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)熱帶魚可以控制它們的腸道微生物，以便更好地在極端溫度下存活。該結(jié)果進一步增加配重塊“hologenome”的概念-在一個活的有機體是不是作為一個單獨的動物或植物，但作為一個社會觀察：在宿主生物體以及所有生活在其中的微生物。在這個概念中，宿主 - 微生物相互作用在宿主的適應(yīng)性中起重要作用，而微生物組組成可能反過來受宿主適應(yīng)性的影響。
      

      熱帶魚與其微生物組協(xié)調(diào)適應(yīng)低溫
      

      “影響宿主生物適應(yīng)性的最重要的環(huán)境壓力之一是溫度，”主要作者，以色列內(nèi)蓋夫本古里安大學博士后研究員Fotini Kokou解釋道。“在這項研究中，我們想測試是否通過宿主微生物組的變化促進了對溫度的適應(yīng)性。”
      

      該團隊使用通常對寒冷非常敏感的熱帶魚，藍色羅非魚，但作為選擇性育種計劃的一部分，以色列農(nóng)業(yè)研究組織正在增加耐寒性。這允許在不同的極端溫度下比較冷敏感和抗寒魚之間的微生物組。
      

      他們首先將84只具有遺傳性低或高耐受性的魚暴露于24°C或12°C的溫度，并使用基因測序分析其腸道微生物組。他們發(fā)現(xiàn)暴露在寒冷中的兩組魚的微生物多樣性都有顯著降低。這表明低溫條件具有很強的選擇性，并且限制了可以在魚中存活的微生物的種類。
      

      接下來，他們研究了魚類遺傳的溫度耐受性如何影響微生物組的多樣性。當他們比較來自冷敏感和抗寒的魚的腸道微生物時，他們發(fā)現(xiàn)魚的先天溫度耐受性對其腸道微生物的多樣性開始有明顯的影響。他們還發(fā)現(xiàn)，當暴露于寒冷時，魚中的腸道微生物反應(yīng)不同。這使他們得出結(jié)論，宿主遺傳學對微生物組的形成具有強烈影響。
      

      研究人員接下來將注意力轉(zhuǎn)向微生物組的這些變化的意義。對冷暴露后豐富的微生物類型的分析表明，宿主傾向于選擇本身耐受寒冷的微生物。實際上，耐寒魚類的微生物組似乎有一組核心微生物得以維持，而生活在冷敏感魚類中的核心微生物組在暴露于低溫后會發(fā)生顯著變化。
      

      最后，該團隊試圖了解響應(yīng)寒冷而繁榮的魚腸微生物的特征。他們發(fā)現(xiàn)，在冷暴露期間，微生物傾向于關(guān)閉消耗能量(新陳代謝)的過程，并開啟與壓力和防御反應(yīng)相關(guān)的細胞過程。這反映了魚類自身基因中的反應(yīng)，表明暴露于寒冷引發(fā)協(xié)同節(jié)能，應(yīng)激誘導的適應(yīng)性反應(yīng)，涉及魚類宿主及其微生物組。
      

      “我們的研究表明，羅非魚的遺傳背景的魚和它的耐受溫度引起的應(yīng)力決定了腸道微生物來響應(yīng)溫度，”總結(jié)資深作家伊薩克·米茲拉希，在蓋夫本古里安大學微生物Ecogenomics副教授。“我們的發(fā)現(xiàn)與新興的全基因組概念一致，這表明微生物及其宿主在適者生存中共同作為自然選擇過程的一部分。”
      
			

			
        
      
			
      
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