2020年9月11日

微生物组研究的基础

所有多细胞生物都被不可思议的大量微生物定居,并从一开始就与这些微生物共生体一起进化。天然微生物组,即体内和体内生存的全部细菌,病毒和真菌,对于整个生物体至关重要:例如,它支持营养的吸收,抵御病原体,也可以参与其中。在严重疾病的发展中。研究人员使用所谓的模型系统来揭示宿主生物与微生物之间高度复杂的相互作用,例如可以轻松地在实验室进行研究的动植物物种,以及对殖民化微生物进行特定,简化的选择。

来自基尔大学的研究团队与来自加州大学伯克利分校和休斯敦贝勒医学院的国际专家一起,开发了一种新颖的,改进的模型系统,用于 研究中,所谓的“秀丽隐杆线虫微生物组资源”(CeMbio)。它基于代表线虫微生物组天然组成的12种细菌。该资源将允许在各种研究领域中进行更现实的微生物组研究,从而利用线虫秀丽隐杆线虫作为微生物组研究的实验系统。由Hinrich Schulenburg教授领导的进化生态学和遗传学小组和由Christoph Kaleta教授领导的医学系统生物学小组的基尔大学研究小组最近在科学杂志上介绍了CeMbio资源及其主要特征 G3:基因基因组遗传学。

接近自然的线虫微生物组

CeMbio项目的起点是基尔(Kiel)研究人员的先前工作,他们首次确定了线虫秀丽隐杆线虫的自然相关细菌群落,通常在无菌条件下对其进行研究。这使他们能够研究天然微生物组对蠕虫的生活功能和适应性的影响。然后将当时被完整鉴定的线虫微生物组的组成范围缩小到十二种代表性细菌种类。科学家将它们用于线虫的定殖实验。 “我们将这些细菌分别以纯培养物和混合培养物分别转移到无菌蠕虫中,然后观察它们的生长,”第一作者,舒伦堡小组前成员菲利普·迪尔克森博士指出。 “通过这种方式,我们能够表征单个细菌在蠕虫肠道中定殖的能力以及在自然宿主环境中不同细菌之间的相互关系,” Dirksen继续说道。

在工作的第二部分中,科学家利用了微生物组中存在的所有生物的全基因组序列来重建细菌的代谢网络和代谢能力。因此,使用生物信息学方法,他们能够预测哪些代谢产物可以在宿主和微生物组之间交换。总的来说,他们为线虫的宿主-细菌相互作用的详细研究创造了一个现实的微生物组模型的基础。

开源微生物组模型

借助CeMbio模型,基尔研究人员现在提供的资源可供全世界线虫研究界的同事公开访问。除了可以在实验室条件下轻松培养的细菌菌株之外,这还包括其完全解码的遗传信息以及代谢网络的完整模型。该资源和生成的数据库现在为国际研究界提供了一个新颖的工具包,可用于研究与自然微生物组相互作用的线虫生物学从生长到发育的各个方面。 “我们的CeMbio模型为从疾病发展和衰老生物学到神经生物学方面的一系列有趣的研究问题的更现实的表征打开了大门,”基尔进化中心(KEC)负责人,进化生物学家Schulenburg强调说。基尔大学。研究宿主与其天然微生物组相互作用中的相关过程的可能性为理解潜在的分子机制提供了全新的视角。”

此外,基尔研究人员希望该新工具也将比以前更强大地帮助建立线虫,作为微生物组研究的模型系统。总之,CeMbio为全世界的科学家提供了一种新颖的资源,可以在自然环境中研究这种线虫模型。因此,这项工作为增进对微生物组影响其宿主生物健康和疾病的机理的整体理解做出了重要贡献。


进一步探索

追踪微生物组的功能

更多信息: Philipp Dirksen等。 CeMbio-秀丽隐杆线虫微生物组资源, G3:基因基因组遗传学 (2020)。 DOI:10.1534 / g3.120.401309
Provided by 基尔大学
引文: 微生物组研究的基础(2020年9月11日) 2020年10月28日检索 from //xasqxhb.com/news/2020-09-blocks-microbiome.html
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