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是什么决定了动物消化道微生物的组成?

2022-06-14 08:59:44 来源: 用户: 

它们是我们的一部分:我们携带的细菌和古菌是我们自身细胞的十倍。消化道中的细菌生态系统,也就是所谓的微生物群,不仅对我们的新陈代谢非常重要,对免疫系统甚至我们的行为也非常重要。

动物也是如此,但微生物群的组成在动物物种之间差异很大。这是首次利用自由生活动物的粪便样本来解释微生物群发展过程的大规模研究。对来自鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳动物的128种不同物种进行了研究。参与的研究团队可以展示进化和饮食习惯如何相互作用,并决定消化道中细菌的组成。数百万年来,肠道中的许多微生物似乎是与宿主动物同步发展的。这些结果也有助于在未来以更准确的方式将水中的粪便污染归因于某些动物物种。

家谱中所有分支的样本

“到目前为止,人们已经研究了微生物组或老鼠等个体物种的特殊数据。然而,我们希望选择尽可能代表整个脊椎动物进化树的动物物种——从鸟类到哺乳动物鱼类,水和健康。Waterandhealth是卡尔兰德斯坦纳私立大学国际商会水与健康小组微生物诊断学的客座教授。

从野生动物身上获取样本非常重要,因为动物园的动物可以拥有与野生动物完全不同的微生物群。维也纳兽医大学野生动物科学与生态研究所是样本采集的主要合作伙伴。然后,对所研究的微生物的DNA进行测序——部分在维也纳大学进行,部分在图宾根的马克斯普朗克发育生物学研究所进行。

“对来自180个不同物种的400多个样本进行了分析,得出了2000万个基因序列,”Georg Reischer博士(TU Vienna)说。MPI T bingen的合作伙伴在这项研究中贡献了他们在生物信息学数据分析和进化生物学方面的专业知识。这揭示了一种可以用进化史解释的惊人关系:微生物组和宿主动物的共同进化已经发展了数百万年。进化谱系相似的近缘物种在微生物组上也有相似之处。“营养也发挥了作用,但它绝不是唯一的决定性因素,”格奥尔格赖歇尔解释说。“如果哺乳动物和鸟类吃同样的食物,它的肠道中仍然没有相同的细菌。”

生物探测器

这项研究收集的数据不仅可以解释宿主动物和消化道微生物的共同进化,还可以帮助开发有助于提供清洁水的方法。近年来,TU Wien开发了一种技术,利用DNA测试来提供水中粪便污染源的信息。因此,有可能查明污染是由人类废水还是放牧动物造成的。“现在我们有了一个非常广泛的数据集,可以使这些测试更加全面和准确,”Andreas Farnleitner说。

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