Cell,Nature,Science三大顶级杂志发表微生物组研究成果

【字体: 时间:2012年06月21日 来源:生物通

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  在我们人体中,有类生物存在于消化道,皮肤,鼻腔,阴道中,它们的数量如此之所,以至于集合在一起的重量,竟然能够达到数磅之多。这就是我们身体内的微生物群体,这种被称为“第二基因组”的微生物组对于分析疾病发生过程中,微生物群系的变化,以及人体代谢具有重要意义。就此三大顶级期刊:Nature,Science以及Cell也纷纷公布了这一研究领域的进展。

  

生物通报道:在我们人体中,有类生物存在于消化道,皮肤,鼻腔,阴道中,它们的数量如此之所,以至于集合在一起的重量,竟然能够达到数磅之多。这就是我们身体内的微生物群体,这种被称为“第二基因组”的微生物组对于分析疾病发生过程中,微生物群系的变化,以及人体代谢具有重要意义。就此三大顶级期刊:Nature,Science以及Cell也纷纷公布了这一研究领域的进展。

首先Nature杂志在接连两期中都报道了微生物组的研究成果,第一份研究是通过大型测序,对来自非洲、南美和美国的531份人类粪便样本进行分子,揭示了随着年龄人类肠道微生物的改变以及在不同国家人群中的差异。研究结果表明尽管来自不同文化和地理位置的人们肠道细菌多样性上存在不同,然而这些微生物群对于代谢功能影响却是相似的。

第二份研究是人类微生物组计划的首个研究成果,来自多国多个研究机构的超过200名科研人员报道了他们的五年研究成果。

研究人员分析了242个健康美国志愿者基因组,包括129位男性和113位女性,这些样品来自男性的15个机体部位,以及女性的18个机体部位(包括阴道三个位置),研究人员从每个志愿者的口,鼻,皮肤(耳后皮肤两处,以及肘部),肠道(粪便)收集了三个样品,进行分析。

这样他们纯化了超过5000个样品的包括人体和微生物的DNA,并利用计算机对这万亿碱基对基因组数据进行分类,从中寻找微生物特有的遗传信号——细菌核糖体(16S rRNA)中的可变基因,细菌核糖体RNA是蛋白制造工厂的组成单位。

结果发现某些有害的,会导致感染的病原体,原来在每个人体内都只是少量。人体内微生物基因的种类是人类基因数目的数百倍,共有大约800万种,这些细菌基因制造出执行特定功能的物质,其中有些对人类宿主的机体健康和发育起着十分关键的作用。

Science杂志也介绍了关于免疫系统与这些微生物群系的关联,还重点介绍了一位中国科学家,讲述了这位来自上海交通大学的赵立平教授将中医与肠道微生物研究相结合来了解和对抗肥胖的传奇经历。

在研究进展中,来自哈佛医学院的研究人员在小鼠中证实在生命早期接触微生物可以减少机体内一种称为稳定自然杀伤T细胞((iNKT细胞)的细胞数量。这种iNKT细胞可以对抗感染,但也能攻击机体,引发诸如哮喘或炎症性肠病等大量的疾病。这提出了“卫生学假说”的证据,后者认为在一些发达地区,盛行利用抗生素和抗菌药物来减少儿童与微生物的接触,结果使得儿童自身免疫性疾病的发病率增加。

除此之外,Cell杂志也报道了关于“卫生学假说”的证据——来自哈佛的科学家首次证明了微生物是具有宿主特异性的。早已有记载,哺乳动物中存在500-1000个微生物物种,研究人员认为当涉及到消化和其它代谢活动的时候,特殊种类的细菌也许不会表达特异性的有益基因,换句话说,小鼠肠道中造成问题的细菌,与人类肠道中造成问题的细菌干的活儿可能都一样。

这一观点与前文不谋而合,这些无论是成果,还是数据的探索资料都给未来的分析工作提供了一个重要的基线,也提出了在自然环境中的微生物进行大规模基因组测序的标准化方法。未来研究人员还将进行更多,更大规模的分析研究,逐步找到这些我们体内小生命的奥秘所在。

(生物通:张迪)
 

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