仔细的遗传看看令人难以置信的,可变细菌生活在你的嘴里

RITHIA细胞的显微照片

显微照片显示rothia细胞(浅蓝色)在本地栖息地,一种从人舌刮的细菌生物膜。信贷:杰西卡马克韦奇,海洋生物实验室

研究人员仔细看看人口中微生物群落的基因组。

细菌经常显示出非常强烈的生物地理 - 一些细菌在特定地点繁多,同时缺乏别人 - 在对治疗药物或益生菌施加微生物或益生菌时导致主要问题:细菌是如何进入错误的地方?yabo124我们如何在生物地理拍摄“出于Whack”时将合适的细菌添加到正确的位置?

These questions, though, have one big obstacle, bacteria are so tiny and numerous with very diverse and complicated populations which creates major challenges to understanding which subgroups of bacteria live where and what genes or metabolic abilities allow them to thrive in these ‘wrong’ places.

在发表的新研究中基因组生物学yabo124由哈佛大学领导的研究人员对人类口腔微生物组进行了研究,发现生活在口腔某些区域的细菌亚群存在令人印象深刻的差异。

“作为微生物生态学家,我们对细菌似乎似乎将任何栖息地分为各种各样的利基,而是对人类来说,我们也对我们的身体内部的微生物模式本身有关如何进行这种天生的好奇心,”哈佛大学有机生物与进化生物系博士候选人。yabo124

测序和生物信息化方法的最新发展提供了未解除细菌社区复杂性的新方法。哈佛大学有机体和进化生物学系的Edward C. jeffrey生物学教授。哈佛大学,与海洋生物实验室,伍兹洞的研究人员yabo124合作,芝加哥大学和Forsyth研究所应用这些最先进的测序和分析方法,以获得更好的口腔微生物组。

芝加哥医学系的助理教授,“嘴巴是学习微生物社区的理想场所。“这不仅是GI道的开头,而且它也是一个非常特殊的和小的环境,非常多样化,我们可以真正开始回答有关微生物群体及其进化的有趣问题。”

口腔中不同区域的微生物数量惊人。例如,舌头上发现的微生物与牙齿上菌斑上发现的微生物非常不同。“你舌头上的微生物更类似于生活在别人舌头上的微生物,而不是生活在你喉咙或牙龈上的微生物!””Eren说。

该团队搜索了公共数据库,下载了100个基因组,它们代表了口腔中常见的四种细菌,Haemophilus parainfluenzae.和三种口腔物种的属罗蒂亚,并用它们作为参考,以调查他们在人类微生物组项目(HMP)中数百名志愿者口中取样的亲属。

“我们将这些基因组作为起点,但快速移动超越它们以探讨生活在我们嘴里的千兆细胞细胞中的总遗传变异,”说道。“因为,在一天结束时,这就是我们好奇的东西,而不是已经测序的任意少数。”

使用这种最近开发的方法称为metapangomics,其结合了植株(在一组相关细菌中发现的所有基因的总和),具有偏见组学(总计的研究)DNA来自社区中的所有细菌),允许研究人员对微生物的基因组进行深入检查,这导致了令人震惊的发现。

“我们发现了巨大的变化性,”说道。“但是,我们对口腔不同部分的可变性的图案感到震惊;具体地,舌头,脸颊和牙齿表面之间。“

例如,在单个微生物物种中,研究人员发现明显的遗传形式,与口腔内的单个不同部位密切相关。在许多情况下,该团队能够鉴定可能解释特定细菌组特定栖息地的少数基因。应用Metapangomics研究人员也能够识别人们嘴里的自由生物细菌与实验室种植的亲属不同的方式。

“这些技术得到的分辨率 - 通过直接比较”驯化“和”野生“细菌的基因组 - 使我们能够将这些差异基因对基因进行解剖,”Cavanaught。“我们还能够鉴定与我们在文化中有关的新细菌菌株。”

“鉴定了一些真正强烈的细菌候选人,可以确定对特定栖息地的适应,我们想通过实验测试这些假设,”凯兰克说。这些发现可能是解锁目标益生菌的关键,在那里科学家可以使用对每个微生物的栖息地要求对工程师的有益微生物来降落在特定栖息地的情况下了解的内容。

“嘴巴很容易进入,人们一直在长期以来一直在嘴巴的细菌工作,”海洋生物实验室副科学家联合作者Jessica Mark Welch表示。

“我们看到的每一个环境都有这些真正复杂,细菌的复杂社区,但为什么这是?”说标记韦尔奇。“了解为什么这些社区如此复杂,不同的细菌互动如何帮助我们更好地了解如何修复损害我们健康的细菌群体,告诉我们需要删除或加入哪些微生物。”

这项研究和其他人喜欢它可以为口腔微生物在人类健康中的作用提供新的见解。“鉴定栖息地适应背后的特定基因的能力在微生物生态学中有点有所具有”圣杯“,”说道。“我们对这一领域的贡献非常兴奋!”

参考文献:“口腔微生物组的metapangenomics提供了熟悉的栖息地适应和品种多样性”,Daniel R.彻底,Gary G. Borisy,A. Murat Eren,Colleen M.Cavanaugh和Jessica L. Mark Wellch,192020年12月16日,基因组生物学yabo124
DOI:10.1186 / s13059-020-02200-2

1条评论在“更近的遗传看看令人难以置信的,可变细菌生活在你的嘴里”

  1. George Schuster,DDS,MS,PHD|2020年12月23日下午12:22|回复

    虽然这项工作是微生物生态学,特别是口腔微生物学的一个非常有趣和重要的进展,但我要提醒大家不要过分强调改变菌群的尝试。一旦建立,就很难在非常短的时间内进行更多的改变。人们在尝试替代口腔病原体方面付出了很多努力,但收效甚微。

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