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

在许多情况下,这些研究揭示了微生物组促使动物(包括人类)进化的惊人线索,在某些情况下,有些研究还指出了进化可能源于(至少部分)消化道微生物的特定适应性。

正如Rudman所说:“现在有足够的数据,无论是来自系统发育共生、微生物组组成的种内变异模式,还是我们在2019年做的实验,都表明了微生物组对宿主进化很重要,应该进行更深入地研究。”

RuthLey拥有进化生物学的博士学位,所以,21世纪初,当她在华盛顿大学医学院JeffreyGordon实验室做博士后,开始参与微生物组研究时,她不禁对肠道微生物的进化史感到好奇。

她说:“我们花了很多时间研究哺乳动物肠道微生物的系统发育树。那时我才真正开始思考它们是如何与宿主共同进化的。”

那时,微生物学家已经在研究微生物和宿主之间的共同进化关系,但通常是在致病情况或其他相对极端的生物关联中——例如,蚜虫和共生细菌Buchneraaphidicola,这种细菌可以合成对蚜虫代谢至关重要的氨基酸。

这些模式并不适用于哺乳动物和许多其他动物,因为哺乳动物和许多其他动物体内会定植大量无害的常驻细菌,而这些细菌对宿主的生存而言,并不具有必要性。

出于对“在这种生物伙伴关系中是否会发生共同进化”的兴趣,Ley和同事们决定研究整个哺乳动物分支。他们从包括人类在内的60种哺乳动物中取样,建立了肠道细菌的系统发育树,并将这些树叠加到哺乳动物的系统发育树上。

这项发表于2008年的研究结果显示了这些系统发育树之间的对应模式,粪便细菌谱系的节点和分支,与哺乳动物谱系趋于一致,这表明在数百万年的时间里,许多细菌会随着它们的哺乳动物宿主而变得多样化。

Moeller说,最近的研究也证实了类似的关系。系统发育共生关系“似乎在许多哺乳动物分支中都存在,其中的成分,还有……微生物组中个体谱系的进化史,都反映了宿主的系统发育。”

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