新研究助力微生物組學(xué)的發(fā)展

所有多細(xì)胞生物體內(nèi)都有大量微生物定居，并且從一開(kāi)始就伴隨著宿主一起進(jìn)化。天然微生物組，即體內(nèi)和體內(nèi)生存的全部細(xì)菌，病毒和真菌等，對(duì)于宿主至關(guān)重要：例如促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)的吸收以及抵御病原體。

在最近一項(xiàng)研究中，來(lái)自基爾大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)與來(lái)自加州大學(xué)伯克利分校和休斯敦貝勒醫(yī)學(xué)院的國(guó)際專家一起，為微生物組研究開(kāi)發(fā)了一種新型的改進(jìn)模型系統(tǒng)，即所謂的“秀麗隱桿線蟲(chóng)微生物組”。資源”（CeMbio）。它基于代表線蟲(chóng)微生物組天然組成的12種細(xì)菌。該模型將支持在各種研究中進(jìn)行更現(xiàn)實(shí)的微生物組研究。由Hinrich Schulenburg教授領(lǐng)導(dǎo)的進(jìn)化生態(tài)學(xué)和遺傳學(xué)小組和Christoph Kaleta教授領(lǐng)導(dǎo)的醫(yī)學(xué)系統(tǒng)生物學(xué)小組的基爾大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)最近在科學(xué)雜志《G3: Genes Genomes Genetics》雜志中介紹了CeMbio資源及其主要特征。

基于基爾大學(xué)研究人員的先前工作，即**確定了線蟲(chóng)秀麗隱桿線蟲(chóng)的天然細(xì)菌群落，使研究者們能夠研究天然微生物組對(duì)線蟲(chóng)的生活功能和適應(yīng)性的影響。然后將當(dāng)時(shí)得到完整鑒定的線蟲(chóng)微生物組的組成范圍縮小到十二種代表性細(xì)菌，之后將它們用于線蟲(chóng)的定殖實(shí)驗(yàn)。 “我們將這些細(xì)菌分別以純培養(yǎng)物和混合培養(yǎng)物形式轉(zhuǎn)移到無(wú)菌蠕蟲(chóng)中，然后觀察它們的生長(zhǎng)”。 “通過(guò)這種方式，我們能夠表征單個(gè)細(xì)菌在蠕蟲(chóng)腸道中定殖的能力以及在自然宿主環(huán)境中不同細(xì)菌之間的相互關(guān)系，” Dirksen繼續(xù)說(shuō)道。

在工作的第二部分中，科學(xué)家利用了微生物組中存在的所有生物的全基因組序列來(lái)重建細(xì)菌的代謝網(wǎng)絡(luò)和代謝能力。因此，使用生物信息學(xué)方法，他們能夠預(yù)測(cè)宿主和微生物組之間可以交換哪些代謝產(chǎn)物。總的來(lái)說(shuō)，他們?yōu)榫€蟲(chóng)的宿主細(xì)菌相互作用的詳細(xì)研究創(chuàng)造了一個(gè)現(xiàn)實(shí)的微生物組模型的基礎(chǔ)。

借助CeMbio模型，基爾研究人員現(xiàn)在提供的資源可供全世界線蟲(chóng)研究界的研究人員公開(kāi)訪問(wèn)。除了可以在實(shí)驗(yàn)室條件下輕松培養(yǎng)的細(xì)菌菌株之外，這還包括其完全公開(kāi)的遺傳信息以及代謝網(wǎng)絡(luò)的完整模型。該資源和生成的數(shù)據(jù)庫(kù)現(xiàn)在為國(guó)際研究界提供了一個(gè)新穎的工具包，可用于研究線蟲(chóng)生物學(xué)與自然微生物組相互作用時(shí)從生長(zhǎng)到發(fā)育等各個(gè)方面。

此外，基爾研究人員希望該新工具作為微生物組研究的模型系統(tǒng)。總之，CeMbio為全世界的科學(xué)家提供了一種新穎的資源，可以在自然環(huán)境中研究線蟲(chóng)模型。因此，這項(xiàng)工作為增進(jìn)對(duì)微生物組影響其宿主生物健康和疾病的機(jī)理的整體理解做出了重要貢獻(xiàn)。