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研究为揭开微生物群落的复杂性供给了机遇

  发布时间:2019-08-12 来源:亚博 [关闭]

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v威斯康星大学麦迪逊分校威斯康星发觉研究所所长乔汉德尔斯曼说:“微生物群落去世界各地。

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“当我如许说时,人们老是笑,”她弥补道。“但这是真的。”

我们对微生物群落及其对人类健康或作物出产力的影响的全新理解导致了改变这些社区以发生效益的胡想。为了实现这一胡想,数百万美国人此刻服用益生菌,他们但愿这些益生菌能够改善肠道。

可是这些微生物组的庞大复杂性和弹性使得研究人员不确定若何更好地发生可预测和持久的变化。亚博

Handelsman及其合作者的新研究反面处理了这种复杂问题。该团队开辟了一个名为THOR的社区,这三种细菌从大豆根平分离出来并一路种植。复杂的微生物群体配合开辟了新的行为,这些行为是零丁成员无法预测的 - 它们构成了愈加坚忍的布局,称为生物膜,改变了它们在情况中的挪动体例,并节制了新型抗生素的释放。

THOR的三个成员中的每一个都具有测序的基因组,而且能够利用一系列东西轻松地一路分手和配合研究细菌,这为起头揭示THOR等微生物群落的复杂性供给了机遇。更好地领会这些微生物组能够帮忙科学家弄清晰若何改良它们。

这项工作于3月5日颁发在mBio期刊上。这项工作由Handelsman尝试室博士后研究员Gabriel Lozano和耶鲁大学麦迪逊分校动物病理学系,耶鲁大学和其他机构的合作者带领。

雷鸣般的名字源于社区成员:根际的搭便车者。多年前,Handelsman的尝试室留意到,当大豆根的微生物组(称为根际)分手出常见的芽孢杆菌属细菌时,会有几种细菌呈现。这些搭便车者只要在芽孢杆菌细菌在寒冷中发展数周才会呈现。

分歧物种之间的慎密联系表白它们能够作为一个模子群体来测试当多个物种共享统一空间时复杂性状若何呈现。研究人员确定了来自假单胞菌和黄杆菌属细菌的物种,以与芽孢杆菌一路发展和研究。

Handelsman说,THOR的成员连系起来,具有大约15,000个基因,可以或许发生数千个小分子,跟着时间的推移和逾越空间构成“复杂层”。

当零丁发展时,THOR的假单胞菌成员发生生物膜,这是一种庇护细菌免受其情况影响的丰硕布局。生物膜胶粘剂用于医药,使细菌匹敌生素有抗药性。当THOR的所有三个成员一路发展时,社区出产的生物膜的数量是生物膜的两倍,生物膜的持续时间比零丁利用假单胞菌的时间长。

“即便他们的生齿很少,这些其他物种也会激发更大的生物膜,”汉德尔斯曼说。

其他复杂的特征也呈现在THOR中。芽孢杆菌成员削减了假单胞菌发生的抗生素的发生,庇护黄杆菌免受其影响。而THOR的其他成员诱导芽孢杆菌菌落像树枝一样长出来,以复杂的模式在其他细菌四周延伸。

很多把持微生物组的工作都集中在改善人类健康,像THOR如许的模子社区能够帮忙科学家领会若何改变复杂的微生物关系以使我们受益。

可是,THOR关于动物根系微生物组的消息,根际,同样主要。根际有助于将土壤粘在一路,防止侵蚀。土壤锁定的碳比大气中的浮标多三倍,使其成为应对天气变化的主要要素。领会个别微生物若何堆积在一路发生土壤微生物组的丰硕复杂行为可能是最大化我们从这些看不见的社区中获益的环节。

“这是我们最环节的关系之一,”汉德尔斯曼说。

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