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Nature子刊:人体肠道微生物群的新基因组蓝图!

首页 » 《转》译 2019-02-13 转化医学网 赞(7)
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导读
近日,一项刊登在国际杂志NatureResearch上的研究报告中,来自欧洲生物信息学研究所的研究人员新发现了近2000种生活在人类肠道中的细菌。他们对肠道微生物组研究,重建了来自11850个人类肠道微生物组中的92143个基因组,鉴定出2000种新的细菌物种。

近日,一项刊登在国际杂志Nature Research上的研究报告中,来自欧洲生物信息学研究所的研究人员新发现了近2000种生活在人类肠道中的细菌。他们对肠道微生物组研究,重建了来自11850个人类肠道微生物组中的92143个基因组,鉴定出2000种新的细菌物种。这些新鉴定的基因组大大扩展了人类集体肠道微生物已知的物种谱,为人类肠道微生物基因组谱写了新的蓝图。

肠道中寄生着数以亿计的微生物,被统称为肠道微生物组(gut microbiome)。人体肠道内的微生物中,超过99%都是细菌,这些细菌大体上可分为拟杆菌(Bacteroides)、普氏菌(Prevotella)和瘤胃球菌(Ruminococci)。肠道微生物组具有的基因数量比人基因组多100倍。

近年来,随着高通量测序和宏基因组学等新的研究方法的不断开发和应用,肠道微生物对人类健康的影响重新引起重视,成为当前生命科学和医学的研究热点,一些国家相继实施了人体微生物组计划并取得了突破性进展。

肠道微生物编码基因的总数超过330 万,约为人类编码基因总数的100倍,因此肠道微生物又被认为是人体的第二基因组。

肠道微生物基因组与人体基因组一起,通过与环境因素的相互作用,通过不同方式影响我们的健康。细菌参考基因组是分析肠道微生物宏基因组的基础工具,但是目前只有不到50%的肠道微生物测序数据有参考基因组可循,因此组装高质量的细菌参考基因组对于宏基因组分析的意义不言而喻。

一些细菌无法在肠道微生物群外生存。研究人员用计算方法能够重建这些细菌的基因组。这个过程有点像在把所有的拼图混合在一起之后,重建数百个拼图。研究人员现在正处于一个阶段,他们可以使用一系列的计算工具来补充和指导实验室的工作,以揭示对人类肠道的新洞察。

这项研究也强调了世界各地人们肠道细菌的组成差异,要想真正全面地了解人类肠道的组成情况,就必须从更多地区的人群中收集数据。

研究所博士后亚历山大·阿尔梅达表示计算方法可以让我们了解生活在人类肠道中的许多细菌种类,它们是如何进化的,它们在微生物群落中可能扮演什么样的角色。在这项研究中,他们利用了最全面的胃肠道公共数据库。鉴定细菌种是前所未有的,研究可以应用于未来更大、更多样化的数据集,从而取得进一步的发现。

威康桑格研究所的组长特雷弗·劳利总结道,像这样的研究正在帮助我们创造一个人体肠道细菌蓝图,更有助于我们理解人类健康,指导胃肠道疾病的诊断和治疗。

自美国启动“国家微生物组计划”至今,微生物领域不断取得突破,通过与我们的大脑的关联,肠道菌群既可控制人类的情绪,还影响我们对食物的喜好。在人体免疫系统方面,研究者发现它们在免疫发展的过程中起到重要作用。微生物还与人体呼吸性疾病、衰老以及癌症关系密切。在药物使用方面,研究者也在关注肠道微生物与抗生素、免疫治疗的关系。实际上,研究者已把肠道微生物作为用药的对象来对待,肠道菌群俨然已是一个不可忽视的器官。

事实上,得益于低成本高通量基因测序技术的发展、计算和成像技术的改进,以及用于数据分析的生物信息学工具的革新等进展,微生物组学正在迅速发展为促进经济增长的一个新兴学科。


人体微生物种类高度复杂,目前对微生物的认识还有限。未来研究人员或将利用这一数据库资源来更快速、准确且简便地研究人类机体的肠道的微生物组,并基于相关研究结果开发治疗多种人类疾病的新型诊断技术和治疗手段。

参考文献

Alexandre Almeida, Alex L. Mitchell A new genomic blueprint of the human gut microbiota

(转化医学网360zhyx.com)

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