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2月王牌聚焦:人体内微生物研究推陈出新

2018.2.28

  近年来人体肠道微生物组成为了研究“新宠”,这方面研究主要聚焦于细菌,那么人体内的病毒,噬菌体呢?2月的系列进展也许能给出部分答案。

  芝加哥洛约拉大学的一组研究人员分析来自181位女性患者膀胱中收集到的序列数据,从他们研究的200个细菌基因组中鉴定出大部分细菌都有的450多种可能的噬菌体序列。超过一半的这些病毒序列从未出现在任何数据库中过,这表明它们可能是泌尿道特有的噬菌体。

  作者表示,“这些噬菌体一次又一次地出现,在所有的微环境中,每次针对病毒群体的测序,提及的噬菌体都很少,此次发现了这么多噬菌体,这表明我们不知道的事情还很多。”


大肠杆菌中分离出来的一种新型噬菌体的电子显微照片。尾巴结构表明它属于Myoviridae科。

  “因为病毒组的研究很困难,因此我们对我们体内的病毒,以及它们与健康,疾病的关联知之甚少。为了填补这方面的知识空白,做这些研究是非常重要的,”英国曼彻斯特大学的医学微生物学家Chloe James(未参与该项研究)认为。

  中国科学院深圳先进技术研究院的研究团队在国际权威学术期刊Microbiome上发表最新研究,首次证实了人体肠道噬菌体组和糖尿病的关联性。

  作者首次利用已有的人体肠道微生物大数据,开发了一系列生物信息学方法,挖掘其中的噬菌体基因组序列,鉴定了大量的全新肠道噬菌体,揭示了肠道噬菌体组的多样性和新颖性。通过对这些噬菌体基因组序列的分析,科研人员发现这些噬菌体携带大量的功能基因,这些基因和宿主细菌在肠道环境中的生存适应性相关。

  研究显示糖尿病患者的肠道细菌菌群组成变化和糖尿病有着显著的相关性。由于噬菌体—细菌之间是捕食者—被捕食者的关系,通常认为糖尿病人肠道菌群的变化会影响噬菌体的组成差异。但是,科研人员首次发现了肠道噬菌体的数量在糖尿病患者肠道中的数量显著高于对照组,经过进一步分析发现肠道细菌和噬菌体之间存在复杂的关系网络,细菌与噬菌体之间不是简单的“此消彼长”的关系。

  此外,在研究技术方面,哈佛大学医学院的研究人员找到了一种新方法,能帮助科学家们梳理肠道细菌与疾病之间的因果关系,真正找到微生物与疾病的关联。

  研究人员采用了一种称为“microbial triangulation(微生物三角定位,生物通译)”的新方法,这种方法模拟经典的海上导航的原理,或者说就像是通过多个来源的数据跟踪移动电话的位置一样,只不过研究人员寻找的不是星星或者手机信号发射塔,而是小得多的微生物。这样研究人员就能逐步缩小细菌种类,从而鉴定出调节特定疾病的特定微生物。

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