在肠道中映射细菌邻居

我们的肠道中细菌的显微育是在某种程度上，就像我们一样：他们生活在社区，吃，工作，繁殖，最终死亡。许多这些细菌物种与我们的身体和谐相处，为我们提供了益处以换取营养和庇护所。当正确种类的细菌不能与我们的身体建立适当的共生关系时，我们可能对各种免疫，神经和代谢疾病的风险更大。

现在，加州理工学院的研究人员与麻省理工学院(Broad Institute of MIT)和哈佛大学(Harvard)的布罗德研究所(Broad Institute of MIT)合作，发现某些细菌的行为因其在肠道中占据的位置而不同。这项工作是在小鼠模型中完成的，但是绘制肠道微生物种群的地理位置——统称为肠道微生物组——也许有一天能够治疗和重塑一个人类微生物组答复了。

该研究主要是在Sarkis Mazmanian，Luis B的实验室进行。和Nelly Soux微生物学和遗产医学研究所调查员。ob欧宝直播nba描述该研究的论文将于3月9日出现在日志中自然微生物学。

多年来，Mazmanian实验室描述了脆弱拟杆菌是如何在肠道中产生有益分子的保护来自炎症性肠病的小鼠和自闭症样症状。像一个密集的城市一样，绝大多数B.肠道中的脆弱in intestinal管的中心部分，称为腔。然而，Mazmanian实验室在2013年发现，一些B.Frelilis位于小镇的细菌当量，坐落在衬里管道内的微观袋中。这些稀疏的种群受到粘液的保护，并且主要不受抗生素的影响，这表明他们充当了人口水库，确保了长期定植。

“对于人类来说，我们生活可以决定我们如何表现 - 例如，生活在一个城市的人可能与生活在一个小型农村社区中的人不同的日常生活，”前研究生Gregory Donaldson（Ph.D.'18）是新论文的第一个作者。“对于我们学习的细菌来说，肠子代表了他们的整个世界，所以我们想知道他们的行为程度如何，这取决于他们的肠表面有多远。”

虽然他们可能生活在肠道内的不同栖息地，但这些B.脆弱的群体都有相同的遗传密码。然而，可能有所不同，它们是如何表达这些基因 - 是表达用于复制和分裂的基因的细菌，或者也许是消化食物的酶？Donaldson旨在测量和比较这两个群体（肠道壁组织和肠道内腔）的基因表达，以确定是否有差异。

这是一项技术挑战。因为生活在组织衬里的细菌数量是如此之少，它们的遗传物质在测序过程中被老鼠细胞的遗传物质所掩盖，而老鼠细胞的遗传物质比细菌的遗传物质丰富得多。虽然老鼠和细菌在基因上有明显的不同，但从老鼠RNA中筛选细菌RNA就像大海捞针。

在这里，与布罗德研究所的阿什利·厄尔(Ashlee Earl)进行了关键的合作，使这项研究成为可能。Earl和她的团队领导了一项新技术的开发，称为杂交选择RNA测序，旨在找出难以捉摸的细菌RNA链，就像用磁铁在大海捞针一样。

“通过先前的方法来激发人体血液中寄生虫的小群体，我们开发了一种可以促进我们可以通过数量级的这些富含宿主样的样本中检测到细菌RNA的技术的技术，”伯爵说。“这种技术不仅有助于揭示拟杆菌宿主关系的新方面，但现在为我们提供了更普遍的工具，可以在人类和最稀有居民之间倾听对话。”

这项技术显示，脆弱B.居住在肠道组织代谢活跃和繁荣，尽管他们稀疏的人口。唐纳森和他的团队发现，这些细菌中的一种特殊基因帮助它们在组织衬里建立立足点。如果没有这种基因，它们就无法在这个栖息地定居，这对它们长期在这个动物的栖息地定居是不利的。

相比之下，生活在腔内的脆弱是忙着消化食物和营养素，但它们似乎更关注幸存而不是生长。这表明上皮表面实际上是这些细菌的优选栖息地。

作为B.甲壳虫的脆弱是众所周知的，为主持人提供有益的保护，这项工作表明这些积极影响是必要的空间亲密关系。最终，了解细菌如何建立居住和持续的肠道可能导致新的策略加强健康的人类微生物组，以预防或治疗疾病。

虽然我们了解通过DNA测序技术以及由于疾病或其他因素的微生物社区成员如何变化的细菌在人类中存在大量的细菌，但我们知道在我们内部生活时，我们知道细菌正在做什么，“Mazmanian说。“这项工作是，这项工作使我们一睹了重要人体肠细菌的生活方式和行为，同时殖民大鼠。知道什么关键细菌实际上在肠道中做得有助于制定从微生物组的理由和鲁棒疗法。“

这篇论文的题目是“致病性小鼠近端结肠脆弱拟杆菌的空间差异生理学”。除了唐aldson、Earl和Mazmanian，其他的合著者还有麻省理工学院和哈佛大学Broad研究所的周文奇、Abigail Manson、Peter Rogov、James Bochicchio、Dawn Ciulla、Alexandre Melnikov和Georgia Giannoukos;麻省理工学院、哈佛大学和代尔夫特理工大学布罗德研究所的托马斯·阿贝尔;以及加州大学圣地亚哥分校的彼得·恩斯特和休东·朱。资金由国家卫生研究院、传统医学研究所和国家科学基金会提供。ob欧宝直播nba

Mazmanian是一个附属的教职员工，拥有天桥和Chrissy Chen Chen Chen Chen Chen Tourtitute在CALTECH。Donaldson现在是洛克菲勒大学的博士后研究员。在CALTECH，他收到了劳伦斯L.和Audrey W.Ferguson奖，以获得生物学的杰出博士论文，以及他关于相关微生物组研究的论文的米尔顿和弗朗西斯克劳斯博士奖。

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