微生物组研究的基石

所有多细胞生物都被数量多得难以想象的微生物所寄生，并从一开始就与这些微生物共生体一起进化。自然微生物组，即生活在人体内和体表上的全部细菌、病毒和真菌，对整个生物体具有核心重要性:例如，它支持营养物质的吸收，抵御病原体，还可能与严重疾病的发展有关。研究人员使用所谓的模型系统来揭示宿主生物和微生物之间高度复杂的相互作用，例如，可以在实验室中很容易研究的动物和植物物种，以及特定的、简化的定植微生物选择。

来自基尔大学的一个研究小组，与来自加州大学伯克利分校和休斯顿贝勒医学院等国际专家一起，开发了一种新的、改进的模型系统微生物组研究，所谓的“秀丽隐杆线虫微生物组资源”(CeMbio)。它基于一组12种细菌，它们是线虫微生物组的自然组成的代表。该资源将允许在多个研究领域进行更现实的微生物组研究，从而利用秀丽隐杆线虫作为微生物组研究的实验系统。最近，由Hinrich Schulenburg教授领导的进化生态学和遗传学小组和Christoph Kaleta教授领导的医疗系统生物学小组在科学杂志上展示了CeMbio资源及其主要特征G3:基因基因组遗传学。

一种接近自然的线虫微生物群

CeMbio项目的起点是来自基尔大学的研究人员之前的工作，他们第一次确定了秀丽隐杆线虫的自然相关细菌群落，通常在无菌条件下进行研究。这使他们能够调查天然微生物群对蠕虫的生活功能和适应性的影响。当时被完整识别的线虫微生物组的组成部分被缩小到12个有代表性的细菌种类。科学家们用它们进行了线虫的定植实验。“我们将这些细菌分别在纯培养和混合培养中转移到无菌蠕虫中，然后观察它们的生长，”Schulenburg小组的前成员、第一作者Philipp Dirksen博士指出。“通过这种方式，我们能够描述单个细菌在蠕虫肠道中的定植能力，以及不同细菌在自然宿主环境中彼此之间的关系，”Dirksen继续说。

在研究的第二部分，科学家们使用了微生物组中所有生物体的全基因组序列来重建细菌的代谢网络和代谢能力。因此，利用生物信息学的方法，他们能够预测哪些代谢产物可以在宿主和微生物组之间交换。总之，他们因此为秀丽隐杆线虫宿主-细菌相互作用的详细研究建立了现实微生物组模型的基础。

一个开源的微生物组模型

通过CeMbio模型，基尔大学的研究人员现在提供了一种可供全世界秀丽隐杆线虫研究社区的同事公开访问的资源。除了可以在实验室条件下轻松培养的菌株外，这还包括它们完全解码的遗传信息以及代谢网络的完整建模。该资源和生成的数据库现在为国际研究界提供了一个新的工具包，可用于研究线虫生物学的许多方面，从生长到发育，在与自然微生物组相互作用的背景下。基尔大学基尔进化中心(KEC)主任、进化生物学家Schulenburg强调说:“我们的CeMbio模型为从疾病发展、衰老生物学到神经生物学等广泛有趣的研究问题的更现实的表征打开了大门。”“研究宿主与自然微生物群相互作用的相关过程的可能性，为理解潜在的分子机制提供了全新的视角。”

此外，基尔大学的研究人员希望新工具也能帮助建立秀丽隐杆线虫比以前更强有力的微生物组研究模型系统。总之，CeMbio为世界各地的科学家提供了一种新的资源来研究这种模式线虫的自然环境。因此，这项工作对提高对微生物组影响宿主机体健康和疾病的机制的全面理解做出了重要贡献。

---

---