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之间发生的相互作用的微生物种类生活在胃肠道系��往往大大出乎意料的对健康的影响,根据新的工作从卡耐基的领导的研究小组将Ludington。他们的研究成果发表在本周的美国国家科学院院刊》上。
肠道微生物组是一个生态系统,成千上万的微生物物种生活在人体。人类肠道内的多样性带来了挑战编目和理解这些社区对我们健康的影响。
生物学家们特别感兴趣确定微生物是否作为一个整体大于各部分的总和。换句话说,做个别物种在多大程度上影响我们的健康和生理,和在多大程度上是这些影响取决于物种之间的相互作用存在于我们的微生物吗?
Ludington和他的团队,其中包括分子生物学家艾莉森·古尔德,薇薇安,和加州大学伯克利分校的本杰明Obadia;物理学家埃里克·琼斯和吉恩·卡尔森加州大学圣芭芭拉分校;和数学家丽莎该行Nikolaos Korasidis,妮可Beerenwinkel苏黎世联邦理工学院和大学的亚历克斯Gavryushkin Otago-used自然简单的果蝇,全面揭示肠道微生物生态系统。研究小组发现,肠道微生物的物种之间的相互作用影响健康和长寿的飞行。
“我们考虑细菌种类的经典方法是在黑白背景下代理的疾病,或者你不,”Ludington说。“我们的工作表明,微生物并非如此。一个特定物种的影响依赖于上下文的其他物种也存在。”
从果蝇的研究早就知道,肠道细菌的数量会影响宿主的发展,生育率和长寿。1927年,海伦·斯坦因费尔德的加州大学伯克利分校发现只要把肠道细菌从她实验室的果蝇,她可以使其寿命延长14%。
Ludington的团队重复了这个实验,发现类似的寿命延长23%当苍蝇的特定的微生物。但还不清楚他们的这种影响是由于个别物种的存在,有多少是由于整体微生物生态学。
Ludington和他的团队建立了斯坦因费尔德的工作分析果蝇肠道微生物组更好地了解这些微生物形状昆虫宿主的生命。
他们开发了一个系统映射所有可能的相互作用五种细菌中发现飞肠道为了看他们如何影响昆虫的发展,生产的后代,和寿命,结合来确定它的健康。交互的分析需要开发新的数学方法,它是基于五维的几何立方体,每个物种都是一个新的维度。
研究小组发现,微生物种群之间的相互作用发生一样重要的苍蝇的生理学个别物种存在。的寿命变化23%,个别物种可以只占四分之一的效果,而占其余的交互。这些交互是一些极具影响力,但并不是所有的因素,确定一个飞的可能性将其遗传物质传递给新一代。
“我们一共检查了我们所说的一只苍蝇的健身幸存的机会和创造后代我们发现有一个权衡与大量的后代,有短寿命和长寿命几乎没有后代,“Ludington解释道。“这权衡是由微生物的相互作用。这意味着,如果我们想了解微生物的影响我们的健康,我们需要开发一个预测的细菌组合如何影响宿主的理解,而不仅仅是个体物种."
另外,这个研究项目的测量和分析工具开发表明,果蝇是一个很好的理解更复杂的模型微生物组相互作用在人类和其他动物,这对未来的工作很重要。
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