在一項新的研究中，來自德國馬克斯-普朗克生物研究所的研究人員如今發(fā)現(xiàn)了與人類宿主有著平行進(jìn)化歷史的腸道微生物：這些腸道微生物在人類腸道環(huán)境中與人類共同進(jìn)化了數(shù)十萬年。

人類的腸道微生物組由數(shù)千種不同的細(xì)菌和古細(xì)菌（archaea）組成，這些細(xì)菌和古細(xì)菌在不同的人群和個體之間有很大的差異。在一項新的研究中，來自德國馬克斯-普朗克生物研究所的研究人員如今發(fā)現(xiàn)了與人類宿主有著平行進(jìn)化歷史的腸道微生物：這些腸道微生物在人類腸道環(huán)境中與人類共同進(jìn)化了數(shù)十萬年。此外，一些腸道微生物表現(xiàn)出的基因組特征和功能特征使得它們依賴于其宿主。這些研究結(jié)果是根據(jù)來自非洲、亞洲和歐洲的1225人的數(shù)據(jù)獲得的。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2022年9月16日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“Codiversification of gut microbiota with humans”。

人類腸道中的許多微生物物種可以在世界各地的人群中找到。然而，就一種微生物物種中，不同個體和人群的微生物菌株有很大的不同。盡管它們對人類健康很重要，但迄今為止對這些菌株的來源知之甚少。此外，這些菌株中的大多數(shù)幾乎只生活在人類的腸道中。這就提出了一個問題：人類腸道中的微生物來自哪里。

將微生物和人類的進(jìn)化史聯(lián)系起來

這些作者推測，隨著人類在全球的多樣化和擴散，特定的微生物物種和菌株一直伴隨著人類。為了測試微生物是否與它們的人類宿主同時進(jìn)化和多樣化，他們首次系統(tǒng)地比較了人類和腸道微生物的進(jìn)化史。

這些作者為1225名人類研究參與者以及在他們的腸道內(nèi)發(fā)現(xiàn)的59種微生物創(chuàng)建了系統(tǒng)發(fā)育樹，并使用統(tǒng)計測試來研究這些系統(tǒng)發(fā)育樹的匹配程度。超過60%的被調(diào)查微生物物種與它們的人類宿主的進(jìn)化史相匹配，這意味著當(dāng)人類橫跨各大洲的時候，這些微生物在人類腸道中與人類一起共同多樣化了大約10萬年。論文通訊作者、馬克斯-普朗克生物學(xué)研究所微生物組科學(xué)系主任Ruth Ley說，“我們不知道我們的任何腸道微生物如此緊密地跟隨我們的進(jìn)化史?！?

腸道微生物變得依賴它們的宿主

Ley補充說，“同樣引人注目的是，最緊跟我們進(jìn)化史的菌株現(xiàn)在是那些最依賴腸道環(huán)境的菌株。”事實上，一些與人類一起進(jìn)化的微生物菌株嚴(yán)重依賴人類的腸道環(huán)境：它們擁有更小的基因組，對氧氣水平和溫度更加敏感---這些特征使得它們很難在人體外生存。相比之下，與人類進(jìn)化史關(guān)聯(lián)較弱的微生物表現(xiàn)出更多類似于自由生活細(xì)菌的特征。

論文共同第一作者Taichi Suzuki解釋說，“一些腸道微生物的行為就像它們是人類基因組的一部分?？梢韵胂?，這些微生物正處于從‘自由生活’到依賴人體環(huán)境的過渡過程。我們已經(jīng)看到，一些人類腸道細(xì)菌在這種過渡過程上比以前認(rèn)為的更進(jìn)一步，走向不可逆轉(zhuǎn)的宿主依賴性。”Ley說，“這從根本上改變了我們對人類腸道微生物組的看法?！?

針對特定人群開發(fā)基于微生物組的療法

為了從全球人口的不同人群獲得數(shù)據(jù)，這些作者分析了來自歐洲、亞洲和非洲的1225人的腸道微生物和基因組。糞便和唾液樣本是在德古圖賓根大學(xué)熱帶醫(yī)學(xué)研究所的研究人員以及他們在越南和加蓬的合作伙伴的幫助下收集的。此外，全球的研究人員通過提供來自喀麥隆、韓國和英國招募的參與者的類似數(shù)據(jù)集來支持這項新的研究。

這些研究結(jié)果有助于進(jìn)一步了解長期以來與當(dāng)?shù)厝祟愊嚓P(guān)的特定人群微生物。有了這些知識，基于腸道微生物組的疾病療法可以針對特定人群進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。（生物谷Bioon.com）

參考資料：

1.Taichi A.Suzuki et al.Codiversification of gut microbiota with humans.Science,2022,doi:10.1126/science.abm7759.

2.Gut microbes and humans on a joint evolutionary journey

https://phys.org/news/2022-09-gut-microbes-humans-joint-evolutionary.html