一文吃透宿主菌群共进化,重新解读菌群功能

2021-08-03 21:25 来源: 小光教你做美食

然后,研究团队给果蝇饲喂不同的食物:给对照组的果蝇饲喂标准食物,而给另外两组的果蝇饲喂添加了果蝇肠道内常见细菌的食物,分别是醋酸杆菌和乳酸杆菌。

“这样做了之后,我们在某种程度上,能够将果蝇肠道微生物组的组成转变为以醋酸杆菌或乳酸杆菌为主。”当这些果蝇繁衍了五代之后,Rudman会回到桃园采集一些果蝇,进行基因测序。

2019年,该团队发表的研究结果清楚地表明,正如Rudman假设的那样:果蝇的多个种群之间已经彼此分化,几种乳酸杆菌饲喂的种群,与醋酸杆菌饲喂的种群,显示出了不同的等位基因频率。

最近,Rudman在华盛顿州立大学开设了自己的实验室。他解释道:“这样的种群变化,是适应最有力的证据之一。”

虽然他和他的同事们没有深入研究基因变异对果蝇表型的影响,但他们确实发现,这反映了在北美不同地理纬度的野生果蝇种群中观察到的变化,例如,在实验中,与乳酸杆菌饮食相关的等位基因频率,在栖息于高纬度地区的果蝇群中更高,而在那些果蝇的肠道中,乳酸杆菌也更为丰富。

这真的“让我们意识到(基因差异)是有意义的”,Rudman说。

康奈尔大学的进化生物学家AndrewMoeller说,迄今为止,这项研究“可能提供了最清晰的证据,证明了宿主对微生物组的适应性反应”。Moeller正在哺乳动物上研究类似的问题,并没有参与这项宾夕法尼亚大学的研究。

他说:“这有力地表明,果蝇等位基因频率的纬度梯度,至少在一定程度上,是由它们在不同纬度所接触到的不同微生物所引起的。”

越来越多的文献揭示了肠道微生物组在塑造物种遗传方面的作用,而上述这些发现也与之相吻合,但直到现在,这些文献依然在很大程度上被忽视了。

虽然很少有生物像快速生长的果蝇那样适于进化研究,但在过去的十年左右,许多其他物种的研究,也报道了关于动物及其微生物的共生系统发育模式——一种被称为“系统发育共生(phylosymbiosis)”的关系——科学家们已经记载了微生物组组成和宿主表型之间的各种关联。

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