新研究向抗病微生物组疗法迈出重要一步

新研究向抗病微生物组疗法迈出重要一步现在，哈德逊医学研究所（HudsonInstituteofMedicalResearch）与美国系统生物学研究所（InstituteforSystemsBiology）和澳大利亚莫纳什大学（MonashUniversity）的科学家合作开展的新研究发现了一种方法，可以确定肠道中哪些物种最重要，以及它们之间的相互作用如何影响微生物组和更广泛生物学的健康，并为治疗炎症性肠病、感染、自身免疫性疾病和癌症等一系列健康问题的新进展铺平了道路。哈德逊研究所副教授塞缪尔-福斯特（SamuelForster）说："健康的肠道中大约有1000种不同的细菌--这是一个微观的多元文化社区，拥有超过一万亿的个体成员。我们微生物群落中的细菌以群落的形式存在，它们相互依赖，相互产生和分享关键的营养物质"。研究人员表示，通过研究复杂微生物群的计算模型，他们不仅可以了解微生物的构成和相互作用，还可以了解它们如何影响周围的身体。福斯特说："我们开发了一种新的计算方法来了解这些依赖关系及其在塑造我们的微生物群方面的作用。这种新方法解开了我们对肠道微生物群的理解，为选择性重塑微生物群落的新治疗方案奠定了基础。"克罗恩病就是一个例子，研究小组证实它与微生物群中的硫化氢有关。研究人员发现，与之前的研究相反，该病是由于使用硫化氢的细菌减少而引发的，而不是产生硫化氢的物种增加。福斯特和他的团队与总部位于阿德莱德的生物技术公司BiomeBank有着长期的合作关系，该公司正在研究通过恢复肠道微生物生态来治疗和预防疾病的新方法。通过哈德逊医学研究所与BiomeBank的合作，这些对群落结构的深入了解将为合理选择微生物组合进行有针对性的干预提供机会。使用计算方法研究微生物群落可能是了解如何针对群落中的复杂关系采取意义深远的健康干预措施的关键一步。"这是开发复杂微生物疗法的重要一步，"领衔作者瓦内萨-马塞利诺（VanessaMarcelino）说。"这种方法使我们能够识别和排列细菌之间的关键相互作用，并利用这些知识预测改变群体的有针对性的方法"。该团队目前正与生物技术公司BiomeBank合作，以便将他们的发现付诸实践，找到利用肠道微生物群生态学治疗和预防疾病的新方法。福斯特说："通过哈德逊医学研究所与BiomeBank的合作，我们对群落结构的这些见解将为合理选择微生物组合进行有针对性的干预提供机会。"该研究发表在《自然通讯》（NatureCommunications）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391753.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391753.htm

复杂的微生物大都会：微生物学家揭示细菌的跨代团队合作

复杂的微生物大都会：微生物学家揭示细菌的跨代团队合作当细菌建立群落时，它们会进行跨代合作并共享养分。巴塞尔大学的研究人员利用一种新开发的方法首次成功地证明了这一点。这项创新技术能够跟踪细菌群落在不同时间和空间发展过程中的基因表达。在自然界中，细菌通常生活在群落中。它们集体定植于我们的肠道，也被称为肠道微生物群，或形成生物膜，如牙菌斑。群落生活给单个细菌带来了许多好处，例如增强了对恶劣环境条件的适应能力、向新领地扩张以及从共享资源中获得共同优势。细菌群落的发展是一个非常复杂的过程，在这个过程中，细菌会形成错综复杂的三维结构。在11月16日发表在《自然-微生物学》（NatureMicrobiology）杂志上的最新研究中，巴塞尔大学生物中心的克努特-德雷舍尔（KnutDrescher）教授领导的研究小组详细研究了细菌群落的发展过程。他们在方法上取得了突破性进展，能够同时测量基因表达，并对微生物群落中单个细胞在空间和时间上的行为进行成像。琼脂板上的枯草杆菌群(彩色图像）图片来源：巴塞尔大学生物中心"我们使用枯草杆菌作为模式生物。这种无处不在的细菌也存在于我们的肠道菌群中。"研究负责人克努特-德雷舍尔（KnutDrescher）教授解释说："我们发现，这些生活在群落中的细菌会进行跨代合作和互动。前几代人为后几代人沉积代谢物"。他们还在细菌群中发现了不同的亚群，它们产生和消耗不同的代谢物。一个亚群分泌的一些代谢物会成为后来出现的其他亚群的食物。研究人员将最先进的自适应显微镜、基因表达分析、代谢物分析和机器人采样结合在一起。利用这种创新方法，研究人员能够在精确定位的地点和特定时间同时检测基因表达和细菌行为，并识别细菌分泌的代谢物。因此，细菌群可分为三个主要区域：菌群前沿、中间区域和菌群中心。不过，这三个区域呈现出渐变的特点。"根据区域的不同，细菌的外观、特征和行为也各不相同。边缘的细菌大多是运动的，而中心的细菌则形成非运动的长线，从而形成三维生物膜。"第一作者汉娜-杰克尔（HannahJeckel）解释说："原因之一是空间和资源的可用性不同。"具有独特行为的细菌的空间分布使群落能够扩展，同时也能隐藏在保护性生物膜中。这一过程似乎是细菌群落的普遍策略，对它们的生存至关重要。"这项研究说明了细菌群落的复杂性和动态性，揭示了单个细菌之间有利于群落的合作互动。因此，空间和时间效应在微生物群落的发展和建立中起着核心作用。这项工作的一个里程碑是开发了一种开创性的技术，使研究人员能够以前所未有的分辨率获取多细胞过程的全面时空数据。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1401329.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1401329.htm

研究发现度假者的日晒偏好会改变皮肤微生物群的组成和多样性

研究发现度假者的日晒偏好会改变皮肤微生物群的组成和多样性研究表明，假日暴晒会迅速但暂时地影响皮肤微生物群，特别是变形菌，从而影响皮肤健康和恢复动态。研究人员发现，过多的阳光照射会对皮肤细菌的短期多样性和组成产生负面影响。长期暴露于紫外线与皮肤细胞中DNA的损伤、炎症和皮肤过早老化有关，但故意晒太阳的行为仍然很普遍。由于缺乏对个人行为如何影响紫外线相关微生物群变化以及这与皮肤健康之间关系的研究，英国的研究人员现在研究了寻求阳光的行为对度假者皮肤微生物群组成的影响。曼彻斯特大学首席研究员、发表在《老龄化前沿》（FrontiersinAging）杂志上的这项研究的通讯作者阿比盖尔-兰顿（AbigailLangton）博士说："我们在一组度假者身上发现，他们的日晒行为对皮肤微生物群的多样性和组成有很大影响。我们已经证明，晒黑皮肤与度假后立即降低变形杆菌丰度有关。然而，所有度假者的微生物群在他们停止长时间晒太阳几周后都得到了恢复"。晒太阳会伤害皮肤菌落在前往阳光明媚的目的地度假（至少持续七天）之前，研究人员对参与者的皮肤进行了分析。皮肤微生物群主要由表面的三种细菌群落组成：放线菌、变形菌和厚壁菌，在度假后的第1天、第28天和第84天，研究人员再次对参与者的皮肤微生物群进行了评估。此外，每位度假者还根据个人的晒黑反应被分配到一个小组。21名参与者中有8人在度假期间晒黑了皮肤，他们被视为"寻求者"。晒黑"组由7人组成，他们在出发时已经晒黑，并在整个假期中保持晒黑。这两组人被归类为"寻求阳光者"。其余六名参与者被视为"避免晒太阳者"；他们的肤色在度假前和度假后都是一样的。这项研究的第一作者、曼彻斯特大学研究员托马斯-威尔莫特（ThomasWillmott）博士解释说："这项研究是在现实生活中的度假者身上进行的，它为我们提供了重要的见解，让我们了解日晒是如何导致晒黑反应的--即使是在相对较短的日照时间内--也会导致变形杆菌丰度的急剧下降，从而降低皮肤微生物群的多样性。"尽管变形菌迅速减少，皮肤微生物群的多样性也随之发生变化，但细菌群落结构在人们度假归来28天后已经恢复。威尔莫特继续说："这表明，度假时暴露在紫外线下会对皮肤微生物群产生急性影响，但一旦回到阳光较弱的气候环境中，恢复速度相对较快。"微生物群紊乱可导致健康问题蛋白质细菌在皮肤微生物群中占主导地位。兰顿指出："因此，微生物群迅速恢复以重建皮肤的最佳功能条件也就不足为奇了。更令人担忧的可能是微生物群多样性的快速改变，这与疾病状态有关。例如，皮肤细菌丰富度的降低以前与皮炎有关。特别是变形杆菌多样性的波动与湿疹和牛皮癣等皮肤问题有关。"研究人员指出，未来的研究应该探讨为什么蛋白细菌似乎对紫外线特别敏感，以及这种多样性的变化如何长期影响皮肤健康。理想的情况是，此类研究的目标是增加参与者的数量，以便进一步深入了解情况。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426587.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1426587.htm

有关肠道微生物组的新发现可能带来新的戒毒疗法

有关肠道微生物组的新发现可能带来新的戒毒疗法维克森林大学医学院的研究人员利用肠道微生物组调节大脑功能的能力及其在抑郁症、焦虑症和自闭症等神经精神疾病中作用的现有科学知识作为研究基础。他们另辟蹊径，研究微生物组是否以及如何影响可卡因的使用和戒断渴望。该研究的通讯作者德鲁-基拉利（DrewKiraly）说："对于有可卡因使用障碍病史的患者来说，复吸的风险很大，目前还没有有效的药物治疗方法来降低这种风险。因此，我们的研究考察了肠道微生物组如何随着时间的推移影响药物寻求。"首先，研究人员给大鼠注射抗生素，以消耗动物微生物群中的"好"细菌。然后训练大鼠自我服用可卡因。接下来，研究人员考察了有益肠道细菌的减少是否会影响老鼠戒毒后的可卡因觅药行为。最后，研究人员给大鼠注射了短链脂肪酸（SFCAs），以逆转抗生素治疗的效果，看看它对大鼠觅可卡因的行为有什么影响。短链脂肪酸由有益的肠道细菌产生，对大脑健康非常重要。研究人员发现，与对照组相比，微生物群耗竭的大鼠吸食更多的可卡因，并且在戒断一段时间后更努力地寻找毒品，他们说，这表明肠道微生物群影响了可卡因的奖励效应。除了行为上的变化，研究人员还发现，微生物群耗竭显著改变了大脑奖赏和快感系统的一部分--伏隔核的神经生物学标记。重要的是，他们发现微生物群耗竭造成的行为和生物影响可以通过施用SCFA逆转。研究人员说，他们的发现为今后研究特定微生物组成如何驱动药物寻求和其他动机相关行为奠定了基础："综合来看，这些发现证明了微生物组及其代谢物在药物摄取和寻求中的作用，为今后在这一领域开展转化工作奠定了基础。最终，这些微生物信号通路有可能作为生物标志物或药物使用障碍患者的治疗方法进行探索。"这项研究发表在《神经精神药理学》（Neuropsychopharmacology）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1375001.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1375001.htm

当微生物群落“发生冲突”时会发生什么：300多个人类粪便移植数据的奇特发现

当微生物群落“发生冲突”时会发生什么：300多个人类粪便移植数据的奇特发现科学家们使用来自300多个人类粪便微生物群移植的数据来获得对两个肠道微生物群“发生冲突时”会发生什么的生态理解。粪便微生物群移植（FMT）是将下层肠道的液体和微生物从一个人转移到另一个人。它有时被用来治疗肠道炎症性疾病，如溃疡性结肠炎和细菌感染。它的一种形式最早记录于4世纪的中国。然而，直到20世纪50年代，它才被引入西方医学。在过去20年里，它已经稳步获得了突出的地位。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1316893.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1316893.htm

揭开微生物暗物质的秘密：神秘的棒状杆菌世界

揭开微生物暗物质的秘密：神秘的棒状杆菌世界扫描电子显微照片显示，紫色的小棒状杆菌细胞生长在大得多的细胞表面。西雅图华大医学中心约瑟夫-穆格斯（JosephMougous）实验室领导的新研究揭示了它们的生命周期、基因，以及它们不同寻常的生活方式背后的一些分子机制。这些附生细菌是Southlakiaepibionticum。图片来源：YaxiWang、WaiPangChan和ScottBraswell/华盛顿大学研究人员能在实验室培养的少数几种棒状杆菌寄生在另一种更大的宿主微生物的细胞表面。一般来说，棒状杆菌缺乏制造许多生命必需分子所需的基因，如构成蛋白质的氨基酸、形成膜的脂肪酸和DNA中的核苷酸。研究人员由此推测，许多无脊椎动物依靠其他细菌生长。在最近发表于《细胞》（Cell）的一项研究中，研究人员首次揭示了不同寻常的棒状杆菌生活方式背后的分子机制。这一突破得益于对这些细菌进行基因操纵的方法的发现，这一进展为可能的新研究方向开辟了一片天地。西雅图系统生物学研究所的尼廷-S-巴利加（NitinS.Baliga）说："虽然元基因组学可以告诉我们哪些微生物生活在我们的身体上和身体内，但仅凭DNA序列并不能让我们深入了解它们的有益或有害活动，特别是对于那些以前从未被表征过的生物。"表生细菌研究员拉里-A-加拉格尔（LarryA.Gallagher）在华盛顿大学医学院微生物实验室的显微镜前。图片来源：S.BrookPeterson/华盛顿大学他补充说："从基因上扰乱棒状杆菌的能力为应用强大的系统分析透镜来快速描述强制性附生生物的独特生物学特性提供了可能性。"这项研究背后的团队由华盛顿大学医学院微生物学系约瑟夫-穆格斯（JosephMougous）实验室和霍华德-休斯医学研究所（HowardHughesMedicalInstitute）领导。它们是许多不为人知的细菌之一，其DNA序列出现在对从环境来源的物种丰富的微生物群落中发现的基因组进行的大规模遗传分析中。这种遗传物质被称为"微生物暗物质"，因为人们对其编码的功能知之甚少。《细胞》杂志的论文指出，微生物暗物质可能含有潜在生物技术应用的生化途径信息。它还为支持微生物生态系统的分子活动以及该系统中聚集的各种微生物物种的细胞生物学提供了线索。在这项最新研究中分析的棒状杆菌属于糖杆菌（Saccharibacteria）。它们生活在各种陆地和水域环境中，但以栖息在人类口腔中最为著名。至少从中石器时代开始，它们就是人类口腔微生物群的一部分，并与人类口腔健康有关。在人的口腔中，糖杆菌需要放线菌的陪伴，放线菌是它们的宿主。为了更好地了解酵母菌与宿主的关系机制，研究人员利用基因操作来确定酵母菌生长所必需的所有基因。西雅图华盛顿大学医学院微生物实验室厌氧工作站，附生细菌研究员王雅茜。图片来源：S.BrookPeterson/华盛顿大学微生物学教授穆格斯（Mougous）说："能够初步了解这些细菌所携带的不寻常基因的功能，我们感到非常兴奋。通过今后对这些基因的重点研究，我们希望能揭开糖细菌如何利用宿主细菌生长的神秘面纱"。研究中发现的可能的宿主相互作用因素包括可能帮助糖杆菌附着在宿主细胞上的细胞表面结构，以及可能用于运输营养物质的专门分泌系统。作者工作的另一项应用是生成了表达荧光蛋白的酵母菌细胞。利用这些细胞，研究人员对糖杆菌与宿主细菌一起生长的情况进行了延时显微荧光成像。穆格斯实验室的资深科学家布鲁克-彼得森（S.BrookPeterson）指出："对糖杆菌-宿主细胞培养物的延时成像揭示了这些不寻常细菌生命周期的惊人复杂性。"研究人员报告说，一些酵母菌作为母细胞，粘附在宿主细胞上，反复出芽，产生小的后代。这些小家伙继续寻找新的宿主细胞。一些后代反过来成为了母细胞，而另一些则似乎与宿主进行着无益的互动。研究人员认为，更多的遗传操作研究将为更广泛地了解他们所描述的"这些生物体所蕴含的丰富的微生物暗物质储备"的作用打开一扇大门，并有可能发现尚未想象到的生物机制。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382839.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1382839.htm