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Science:建造有益腸道微生物的諾亞方舟

10月
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2018

2018年10月10日10時 今日科學 中國生物技術網

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科學家們提出了一項關於微生物「諾亞方舟」的計劃,用以保護那些生活在偏遠地方的人的腸道有益細菌。

拯救微生物的舉動緣於人們越來越擔憂現代的生活方式會使人類腸道中的有益微生物消失殆盡。這些微小的生命已經在人類腸道中存在了數千年,對於人體健康至關重要。

這個「倉庫」將存儲來自從世界各地收集的「友好」細菌,以便在它們消失之前進行研究。科學家們相信,對這些腸道細菌的研究可能會為從肥胖到糖尿病等現代疾病帶來新的治療方法。

美國羅格斯大學的生物學家Maria Dominguez Bello說:「我們希望在一個安全、中立的國家為我們收集到的這些細菌藏品進行備份,直到我們完全理解它們。我認為它們發揮著重要、關鍵的作用,因此我們不能失去它們。」

這項提議已發表在10月5日的《Science》上,科學家們呼籲為微生物建立一個「種子庫」。目前在挪威的Svalbard島上已經有了一個用於保護植物生物多樣性的安全洞穴。然而這項提議並不是用於保存種子,而是保存微生物。這個微生物庫將儲存人類糞便和潛伏在裡面的各種微生物。

「種子庫」的入口,位於挪威的Svalbard島上。圖片來源:Heiko Junge/EPA

研究表明,與西方國家和城市居民相比,生活在偏遠、傳統地區的人往往擁有更加多樣性的腸道微生物組。多數美國人的腸道微生物組的多樣性只相當於亞馬遜河流域偏遠村莊狩獵採集者的一半。造成這種差異的因素有很多,從抗生素到氯化水,再到防腐劑和剖腹產。

不過Dominguez Bello說,隨著傳統社區越來越多地接觸到更廣闊的世界,它們正在逐漸失去其豐富多樣的微生物群落。她說:「第一步的接觸主要是醫生,所以他們也開始接受抗生素治療,我們認為這是造成問題的一個原因。」

Dominguez Bello及其同事們認為,腸道微生物多樣性的逐漸損失可能在許多現代疾病中起作用,從肥胖、哮喘、糖尿病到炎性腸病、自閉症和食物過敏等。他們寫道:「我們認為,隨著工業化進程出現的人類微生物組變化可能是這些疾病的潛在原因。」

對人體腸道微生物的分析表明,某些特定的菌群正在消失,包括一種名為產甲酸草酸桿菌的細菌。這種細菌可以分解難以消化的草酸,而它的消失會使人們更容易患草酸鈣沉積的腎結石。

科學家們寫道:「我們才剛剛開始了解工業化社會對生活的影響。我們需要更好地理解人群中哪些菌種正在消失,以及它們消失會造成哪些功能和病理性影響。」

根據這項計劃,大學和其他保存腸道微生物的組織將把樣本交由這個「微生物庫」進行保管。只有通過負責保管微生物組織的同意才可以接觸這些微生物。

愛爾蘭國立考克大學的首席微生物研究員John

Cryan說,「建立微生物庫的理由是非常充分的。很明顯,在工業化過程中氣候和生活方式的變化使我們已經損失並且還在損失我們祖先擁有的很多微生物。我們需要花費很多年的時間才能完全確定特定細菌與人類之間的複雜相互作用,以及這些消失的微生物對我們的健康有什麼影響。這是一種利他主義的呼籲,目的是讓後代能夠知道我們的生活方式如何影響我們的微生物組。建立這種生物庫需要與捐獻者的基因組成、飲食、健康、社會環境相關的大規模元數據的支持。」

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