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Cell封面文章:微生物组研究的理想模型

2014.7.21
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chloe

随遇而安

  近年来,科学家们逐渐意识到人类微生物组会对人体健康产生重要的影响,微生物研究受到了越来越多的重视。微生物群落成员的多样性、丰度和相互关系,对整个群体有着决定性的影响。由于缺乏一个可控的研究体系,微生物群落的研究一直步履维艰。

  不过本期Cell杂志的封面文章告诉我们,奶酪皮作为一个可控的实验体系,是微生物群落研究的理想模型。奶酪皮将帮助研究者们理解微生物群落的形成和功能机制。

  哈佛大学的Rachel Dutton领导研究团队,从十个国家收集到了137种奶酪。他们对这些样本进行测序发现,世界各地的奶酪皮上主要生存着二十四种可培养的细菌和真菌。而各种奶酪上的微生物群落主要有三种模式。在这些模式的基础上,人们可以分析细菌和真菌在形成群落时的竞争与协作,研究这一过程所涉及的分子和机制。

  “人们常使用E. coli或线虫这样的模式生物,来理解基本的生物学过程,” Dutton说。“我们的目标是为微生物群落研究找到模式系统,这样的系统应该能够易于重复和操作。”

  “研究微生物群落的挑战在于,它们所生存的环境(例如人体或土壤)太过复杂,很难重复,”她说。“奶酪似乎可以符合我们的要求,现在我们确切知道奶酪皮上有哪些微生物在生长,而且很容易在实验室中重复这样的环境。”(延伸阅读:Science重要发现:癌症与微生物组)

  “一般来说,人们其实很难分离到特定环境中生存的所有微生物。而我们惊讶的发现,奶酪皮上的生活的所有微生物,都可以在实验室中培养。这一特性为微生物群体研究奠定了重要的基础,”Dutton实验室的一名博士后Julie Button说。

  研究人员希望可以通过奶酪皮研究,理解各种细菌和真菌之间的相互作用。比如,鉴定能够叫停真菌生长的细菌,或者能够抑制细菌生长的真菌。“我们正在与化学家们合作,在微生物群落的形成过程中,寻找细菌用来杀死真菌的分子,”Dutton说。“当然这一过程中,真菌也会利用抗菌物质帮助自己生存。”

  研究人员认为,奶酪皮这样的模式系统,将最终为人们揭示微生物群落的形成机制。Dutton等人希望能够在近期回答几个基本的问题,例如微生物群落形成过程中是否存在特定的法则,以及我们是否可以对此加以调控。

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