新研究助力微生物組學的發(fā)展

所有多細胞生物體內(nèi)都有大量微生物定居，并且從一開始就伴隨著宿主一起進化。天然微生物組，即體內(nèi)和體內(nèi)生存的全部細菌，病毒和真菌等，對于宿主至關(guān)重要：例如促進營養(yǎng)的吸收以及抵御病原體。

在最近一項研究中，來自基爾大學的研究團隊與來自加州大學伯克利分校和休斯敦貝勒醫(yī)學院的國際專家一起，為微生物組研究開發(fā)了一種新型的改進模型系統(tǒng)，即所謂的“秀麗隱桿線蟲微生物組”。資源”（CeMbio）。它基于代表線蟲微生物組天然組成的12種細菌。該模型將支持在各種研究中進行更現(xiàn)實的微生物組研究。由Hinrich Schulenburg教授領(lǐng)導(dǎo)的進化生態(tài)學和遺傳學小組和Christoph Kaleta教授領(lǐng)導(dǎo)的醫(yī)學系統(tǒng)生物學小組的基爾大學研究團隊最近在科學雜志《G3: Genes Genomes Genetics》雜志中介紹了CeMbio資源及其主要特征。

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

在工作的第二部分中，科學家利用了微生物組中存在的所有生物的全基因組序列來重建細菌的代謝網(wǎng)絡(luò)和代謝能力。因此，使用生物信息學方法，他們能夠預(yù)測宿主和微生物組之間可以交換哪些代謝產(chǎn)物。總的來說，他們?yōu)榫€蟲的宿主細菌相互作用的詳細研究創(chuàng)造了一個現(xiàn)實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研究界的研究人員公開訪問。除了可以在實驗室條件下輕松培養(yǎng)的細菌菌株之外，這還包括其完全公開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)庫現(xiàn)在為國際研究界提供了一個新穎的工具包，可用于研究線蟲生物學與自然微生物組相互作用時從生長到發(fā)育等各個方面。

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為全世界的科學家提供了一種新穎的資源，可以在自然環(huán)境中研究線蟲模型。因此，這項工作為增進對微生物組影響其宿主生物健康和疾病的機理的整體理解做出了重要貢獻。