肠道细菌茁壮成长,我们吃的食物。反过来,他们提供必要的营养,保持我们的身体健康,甚至帮助我们击退病原体的免疫反应。
了解如何以及为什么一些菌株我们摄取可以成功地定居在大肠,而另一些人则很快被驱赶,可以帮助科学家了解如何操控细菌的化妆有成千上万的方式,提高我们的健康或帮助抵御疾病。但肠道生态的复杂性阻碍了这项任务。
现在,研究人员在斯坦福大学医学院“我们都有我们的肠道微生物群落,组装在一个混乱的方式在我们最初生活的几年里,说:”贾斯廷松嫩堡, 一论文描述该研究于5月9日在线发表于自然.
给细菌的一条腿
新兴领域的益生菌活,大概是健康的细菌培养中自然存在的食物如酸奶或列入非处方口服补充剂是一个日益增长的公众对肠道细菌的重要性的一个例子。即使你不把益生菌和酸奶,然而,我们每个人都在不知不觉中消耗水平低的肠道微生物在我们生活的适应。但是,不论出处,不知道是什么原因,一株是在另一个成功的。许多快速的通过我们的消化道没有获得我们丰富的肠地毯的立足点。
它变得非常清楚在过去的十年,肠道微生物不仅是连接到我们的生物学的许多方面,但他们也有很好的延展性。
Sonnenburg和他的同事们想知道饮食的增加会给特定菌株的一条腿在肠道微生物的狂野西部。调查,他们来到圣若泽污水处理设备发现的类成员最突出的属在人类肠道菌群-专门找株能够消化的成分比较罕见的美国饮食:海藻中使用的称为寿司和其他日本食物紫菜。他们筛选收集在原废水能力使用碳水化合物发现紫菜称为卟啉菌。
“基因让细菌消化紫菜多糖是极为罕见的人类,在没有海藻作为日常饮食的一部分,”Sonnenburg说。“这允许我们测试我们是否可以通过创建一个特殊的利基,可能有利于单一微生物通过允许它在肠道30兆其他微生物竞争存在规避复杂生态系统的规则。”
一旦他们发现紫菜吞噬株杆菌,研究人员尝试将它分为每三组实验小鼠。两组小鼠有自己的肠道细菌淘汰和取代自然发生的肠道细菌从两个健康志愿者,每个人捐赠的专门的一组或其他。三组小鼠有传统鼠标的特定社区的肠道菌群。
一个直接的影响
研究人员发现,当小鼠喂食小鼠喂养一个典型的饮食,消化的卟啉菌能嫁接在两组小鼠不同和有限度一个与人的肠道细菌的小鼠组拒绝完全新的应变。然而,当老鼠被喂食紫菜多糖丰富的饮食,结果是显着不同:细菌植入强劲在相似的水平在所有的老鼠。此外,牧羊人发现她能够精确地校准体内细菌种群数量的增加或减少的量摄入动物海苔。
“这种稀释实验的结果让我们大吃一惊,”Sonnenburg说。“饮食对细菌的直接作用非常明显。”
此外,他们可能有利于植入和紫菜吞噬菌株的生长,研究人员更进了一步,表明要使卟啉的消化可以设计成其他杆菌菌株单位存在的基因,给他们同样的植入优势。现在他们正在努力确定其他基因赋予类似膳食的能力。
“我们可以利用这些基因模块开发一个巨大的工具包,使治疗微生物处理现实,”Sonnenburg说。“金属卟啉消化基因和丰富的海藻的饮食是第一对,但有可能是数百。我们想扩大这个简单的范例为膳食成分和微生物的数组。”
研究人员还设想开发细菌港杀死开关和逻辑门,将允许医生拨动细菌活性和关闭,或一组特定的情况发生。
“它变得非常清楚在过去的10年中,肠道微生物不仅是连接到我们的生物学的许多方面,但他们也有很好的延展性,”Sonnenburg说。“我们的能力来操纵他们成长会改变精密的健康练习。一个医生的病人即将开始癌症免疫疗法可以同时管理一株细菌能激活免疫系统,例如。相反,一种自身免疫性疾病的患者可能会从一个不同的组群,可以降低免疫反应的过度利益。他们是一个非常强大的杠杆来调节我们的健康和疾病的生物学。”
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