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  • 《Science》你的家族擁有一支歷史悠久且獨特的腸道“軍隊”

    【字體: 時間:2022年09月20日 來源:Science

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      研究人員發現,腸道微生物與它們的人類宿主同時進化了數十萬年。

      
       

    Gut microbes    

    腸道微生物隨著人類一起傳播到全球各地。    


    人類腸道微生物群由數千種不同的細菌和古生菌組成,它們在人群和個體之間差異很大。馬克斯·普朗克生物研究所(Tübingen)的科學家們現在發現,腸道微生物與它們的人類宿主有著平行的進化史:這些微生物在人類腸道環境中共同進化了數十萬年。此外,一些微生物表現出的基因組和功能特征使它們依賴于宿主,F在發表在Science雜志上的這項研究,研究人員展示了他們對來自非洲、亞洲和歐洲的1225個人的數據進行的研究結果。

    在世界各地的人群中都能發現人類腸道中的許多微生物物種。然而,在一個微生物物種內,個體和種群之間的微生物菌株差異顯著。盡管它們對人類健康很重要,但迄今為止,人們對這些菌株的起源知之甚少。此外,這些菌株中的大多數幾乎只生活在人類的腸道中。這就提出了一個問題:人類腸道中的微生物來自哪里?

    研究小組推測,隨著人類在全球的多樣化和擴散,特定的物種和菌株一直伴隨著人類。為了測試微生物是否與它們的人類宿主同時進化和多樣化,來自馬克斯普朗克生物研究所、熱帶醫學研究所和Tübingen大學卓越CMFI集群的研究人員首次系統地比較了人類和腸道微生物的進化史。研究人員為1225名人類研究參與者以及他們腸道內發現的59種微生物創建了系統發育樹,并使用統計測試來調查這些樹的匹配程度。

    超過60%的被調查物種與它們的人類宿主的進化史相匹配,這意味著當人類從非洲擴散到各大洲時,這些微生物在大約10萬年間在人類腸道中共同多樣化。馬克斯·普朗克生物研究所(Tübingen)微生物組科學部主任、CMFI副發言人Ruth Ley驚嘆道:“我們不知道我們的腸道微生物會如此密切地跟隨我們的進化歷史!

    腸道微生物開始依賴它們的宿主

    “同樣值得注意的是,與我們的歷史最密切相關的菌株現在是那些最依賴腸道環境的菌株,”Ley補充說。事實上,一些與人類一起進化的微生物株嚴重依賴于人類的腸道環境:它們擁有更小的基因組,對氧氣水平和溫度更敏感——這些特征使得它們很難在人類體外生存。相比之下,與人類歷史關聯較弱的微生物表現出更多與游離活菌相似的特征。Taichi Suzuki解釋說:“一些腸道微生物的行為就像它們是人類基因組的一部分!盠iam Fitzstevens共同撰寫了這項研究。Suzuki補充說:“你可以想象,這些微生物正處于從‘自由生活’到依賴人體環境的梯度上。我們已經看到,一些人類腸道細菌在朝著不可逆宿主依賴的梯度上走得比之前想象的更遠!盠ey進一步表示:“這從根本上改變了我們對人類腸道微生物群的看法!

    為了從全球人口的不同子集中獲得數據,研究團隊分析了歐洲、亞洲和非洲1225個人的腸道微生物和基因組。糞便和唾液樣本是在Tübingen大學熱帶醫學研究所的研究人員及其在越南和加蓬的合作伙伴的幫助下收集的。此外,全球的研究人員通過提供從喀麥隆、韓國和英國招募的參與者的類似數據集來支持這項研究。

    這項研究的發現有助于進一步了解長期以來與當地人口有關的種群特異性微生物。有了這些知識,基于微生物的疾病療法就可以適應和改進為針對人群的治療。

    Codiversification of gut microbiota with humans


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