
我们的身体正在充满数百种不同种类的微生物,例如真菌,病毒和细菌。早期了解我们居住的微生物(微生物群)的工作重点是通过批量测量其基因组(宏基因组学)来识别许多物种。现在,注意力转向准确地了解微生物种群的功能如何蓬勃发展,最重要的是,有助于我们的健康。
与许多类型的复杂生物系统一样,研究我们的微生物群使用模型生物体。果蝇,斑马鱼和小鼠等生物不仅具有许多与我们共同的基因,并且在生物学上相似的方式中,它们还具有类似于我们的微生物。
国立卫生研究院的迈克尔·雷迪(Michael Reddy)说:“模型生物使理解微生物宿主动力学的原理更加可行。” “科学家正在学习的是提出有关我们进化,生理学,免疫学,药物代谢和行为的新思维方式。”
例子比比皆是。最近的一个是对我们微生物群中大量代表的细菌属如何称为细菌的新理解。加利福尼亚理工学院(CALTECH)及其同事的Sarkis Mazmanian将不同的细菌种类引入了无菌小鼠,以了解微生物如何在胃肠道中竞争。大多数人共存。但是,当引入已经存在的物种的微生物时,它们就无法居住。
进一步的研究表明,由于一组特定的基因,细菌物种可以生活在结肠的微小口袋或“隐窝”中,在那里它们避免了抗生素和传染性微生物的经过。这些发现有助于解释细菌如何建立和维持长期定殖并提出有关细菌与其他微生物以及与宿主组织的相互作用的新问题。
科学家正在研究的其他基本微生物群问题是:微生物基因如何影响我们的?是什么使像大肠杆菌这样的经常无害的微生物变致命?微生物通信和产品如何影响我们的生物学?
NIH的达伦·斯莱德耶斯基(Darren Sledjeski)说:“由于我们的微生物群的复杂性,这些都是很难解决的问题。”他补充说,还存在实际的研究问题,例如创建用于收集,管理和分析微生物群数据的标准。
科学家正在介绍肠道微生物改变某些药物有效性,影响我们的免疫和代谢的方式,甚至影响我们的情绪。他们的发现表明,调节我们内部的微生物群落(也许是通过饮食修改)可能会解决各种疾病,包括炎症性疾病,肥胖和焦虑。
雷迪(Reddy)和斯莱德耶斯基(Sledjeski)都警告说,在可以开发,测试和批准潜在的健康应用之前,需要对微生物 - 宿主动力学的复杂性进行更多研究。
本文报道的CALTECH研究部分是根据NIH赠款R01GM099535和R01DK078938资助的。
这篇内在的生活科学文章是由与生活协会合作的国家一般医学科学研究所,一部分国立卫生研究院。
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