哈德逊医学研究所副教授山姆·福斯特与莫纳什大学生物科学学院杰里米·巴尔教授领导的国际研究团队发现人体肠道内数百种新型细菌病毒,这一突破将对微生物组研究产生深远影响。
这些被称为噬菌体的病毒未来或可用于重塑肠道微生物组,进而影响肠道健康及多种疾病的发展进程。发表在《自然》杂志的这项开创性研究首次采用大规模培养方法,成功分离并研究人类肠道中的温和噬菌体。
研究团队使用源自澳大利亚微生物组培养库(AusMiCC)的252株人体微生物组细菌分离株进行实验。这些菌株需在无氧的特殊厌氧培养舱中生长,随后接受十种不同化合物、食物和环境条件处理。令人惊讶的是,研究发现常用植物性甜味剂甜菊糖及人体肠道细胞释放的化合物成为激活肠道噬菌体的主要诱导物。
"这项基础性研究改变了我们认知和研究人体肠道病毒的方式,"研究资深作者巴尔教授表示,"我们发现人体肠道细胞产生的化合物能唤醒细菌内的休眠病毒,这对炎症性肠病等常见炎症与细胞死亡的肠道疾病具有重大意义。"
研究同时揭示,大多数肠道噬菌体处于休眠状态,仅小部分可在测试条件下被激活。但当暴露于人体肠道细胞时,这些病毒的激活率显著提升,表明人体生物学在塑造肠道病毒生态中发挥着重要且直接的作用。
"我们早已知道肠道充满病毒,但此前缺乏实验室研究的工具和实验方法,"研究第一作者索菲亚·达尔曼博士解释道,"我们的发现表明人体宿主不仅是被动环境,还在主动影响病毒行为。"
团队通过CRISPR基因工程技术进一步识别出阻止病毒激活的基因突变,阐明部分肠道病毒如何进入永久休眠状态。这一发现有望为开发针对健康益处的微生物组疗法提供新思路。
福斯特副教授认为,这项基础研究对健康转化应用意义重大:"成功培养这些病毒使我们能够理解其功能,并为炎症性肠病乃至癌症等疾病开发微生物组疗法创造条件。该技术还能培育具有定制病毒功能的益生菌菌株。"巴尔教授补充道:"这项工作为合成生物学、生物技术和微生物组疗法的未来应用奠定基础,是解码人类肠道病毒'暗物质'的重大进步。"
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