肠道如何为有益的微生物物种创造一个舒适的家

根据卡内基的 William Ludington 和 Allan Spradling 领导的一项新研究，果蝇的消化道会自我重塑以适应有益的微生物组物种并保持肠道环境的长期稳定性。他们的发现发表在 Nature Communications上。

肠道微生物群是一个由成百上千种生活在人体内的微生物组成的生态系统。这些人口会影响我们的健康、生育能力和寿命。但是，关于这些微生物物种如何与我们的身体以及彼此之间的相互作用，还有很多东西需要了解。

“每天，我们都会遇到，甚至摄入各种各样的细菌，”卡内基多年来一直在探索微生物组获取和组成的拉丁顿解释说。“尽管如此，肠道微生物组随着时间的推移保持相对稳定——这种现象在从哺乳动物到昆虫的许多物种中都存在。”

他、Spradling 和他们的合作者想要确定我们的肠道如何能够维持如此非常一致的微生物组组成。由于人类微生物组非常复杂，他们研究了果蝇，它们只被少数微生物物种所定殖。

使用复杂的方法和强大的显微镜，包括卡内基的 Ren Dodge、Haolong Zhu、Daniel Martinez、Chenhui Wang 和 Kevin Aumiller 在内的研究小组表明，果蝇肠道创造了选择性促进某些物种定殖的物理条件。

Spradling 解释说：“果蝇的肠道实质上建立了一个舒适的生态位，使理想的主要殖民者物种能够成功，从而为昆虫和微生物营造互惠互利的局面。”在研究果蝇遗传学方面。

研究人员发现，有益细菌菌株的定殖会引发果蝇肠道的物理变化，从而增加可用结合位点的数量并产生有助于附着的物质，从​​而为次级物种的移动提供便利。

“因为我们在最强大的模式生物体中发现了这个生态位，以了解动物发育的遗传基础，它为理解动物选择和控制其微生物组的机制开辟了一个全新的可能性领域，”拉丁顿总结道。

他们团队的研究集中在果蝇肠道的一个特定部分，该部分已转变为两种微生物物种定植的理想生态位。展望未来，他们希望利用果蝇遗传学来了解生态位构建和维护的机制，并在果蝇和其他动物(包括人类)中寻找其他潜在的生态位。

其他合著者包括西蒙弗雷泽大学的 Eric Jones 和 David Sivak、加州大学伯克利分校的 Benjamin Obadia、斯坦福大学的 Andrés Aranda-Díaz 和 Kerwyn Casey Huang、约翰霍普金斯大学的 Zhexian Liu、Marco Voltolini 和 Eoin L. Brodie劳伦斯伯克利国家实验室和加州大学圣巴巴拉分校的让卡尔森。