2月王牌聚焦:我们体内微生物的欢庆

【字体: 时间:2015年02月28日 来源:生物通

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  我们体内的微生物不计其数,比如在肠道中就居住着万亿的细菌,它们的编码基因总量大约是人类编码基因数目的50-100倍,这相当于在人体内存在另一个基因组通过表达调控人体的消化、免疫及体重,影响人体的生命健康,有人将这一微生物组称为 “人类的第二基因组”。

  

生物通报道:我们体内的微生物不计其数,比如在肠道中就居住着万亿的细菌,它们的编码基因总量大约是人类编码基因数目的50-100倍,这相当于在人体内存在另一个基因组通过表达调控人体的消化、免疫及体重,影响人体的生命健康,有人将这一微生物组称为 “人类的第二基因组”。

2月,关于体内微生物的成果大量涌现,其中一项大规模宏基因组揭示了微生物组惊人的复杂性,研究人员指出人们共有的一些细菌中,还存在着广泛的菌株差异。

这一研究团队将人类微生物组作为一个复杂的系统进行研究,开发了分析微生物组数据的复杂计算方法。这种方法可以在多种肠道菌中分析菌株水平上的遗传变异。他们通过计算分析精确定位了每个序列的菌种来源,发现在一百多人的微生物组中,有几十个菌种的五千多个基因存在着显著的拷贝数变化。这样的基因出现在他们所分析的每个菌种中,有些菌种近四分之一的基因都存在拷贝数变异。

这项研究为人们展示了微生物组的广泛菌株差异,并且鉴定到了一些新菌株。研究显示,这种基因拷贝数变异与细菌的运动能力、物质运输和能量获取有关。菌株水平的多样性体现了微生物对肠道环境变化的快速适应。
研究人员还发现,一些菌株的基因拷贝数变异与肥胖症、炎症性肠病等疾病有关,具有一定的临床意义。
另外华盛顿大学医学院的研究人员还发现生活在体内的细菌的DNA,可通过一种类似于父母自身DNA的方式,将一种性状传递给后代。

研究人员将小鼠中的共生菌与动物对肠道损伤的易感性联系起来。具有一定遗传细菌的小鼠易受损伤影响,这种损伤是通过暴露于化学物质而引发的。雌性小鼠可将细菌传递给后代,使它们容易受到伤害。而其他携带不同细菌的小鼠则较少受到影响。

在短期内,这些发现可能帮助科学家消除转基因小鼠研究中的一个重要“错误”。在多个研究领域,科学家们一直面临着断断续续的突然性,小鼠经常不明原因的出现新的或改变的性状。性状通常从一种小鼠栖地传播到另一处,表明传播的微生物感染是原因。但是性状也一直是从母亲传给后代,从而表明了一个遗传原因。
还有来自国立台湾大学医学院的一项研究表明,肠道微生物组的发展可以解释“为什么婴幼儿往往比成年人更易于患上慢性乙肝?”

研究人员用小鼠模型,探讨肠道菌群随年龄增长发生何种变化,肠道菌群的组成是否影响HBV的排出,肠道菌群与肝免疫遗传学之间有何联系。他们用一种特殊的小鼠模型,该模型已知可模拟人类乙型肝炎的几个特征,包括年龄依赖性和遗传效应。

他们利用三种不同的小鼠遗传品系,发现在6周龄的时候,HBV更多地逗留在某些小鼠品系体内,从而表明HBV停留在体内多久有一定的遗传因素。然而,在所有小鼠品系中,有一个整体的模式表明,成年小鼠能清除病毒,而年轻小鼠则没有。在12周龄时感染的成年小鼠,仅在五周之后便将病毒清除。大多数年轻小鼠在26周后仍被感染,从而证明感染年龄在抗HBV的遗传因素中最为突出。延伸阅读:PNAS:乙肝和肠道微生物组有何联系?

(生物通)

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