人体内的噬菌体扮演什么角色?
噬菌体通过感染人体细菌,以多种方式影响宿主菌群。部分噬菌体作为细菌捕食者存在,另一些则与宿主形成复杂的共生关系。在肠道环境中,噬菌体能够调控细菌种群的组成、多样性和功能。
最直接的影响体现在细菌裂解作用上——通过杀死特定细菌直接影响人体健康。例如清除沙门氏菌等病原体可降低感染风险,但破坏脆弱拟杆菌等有益菌则会干扰维生素K合成和免疫调节等生理过程。
更深层的影响来自噬菌体基因整合:它们能改变细菌代谢、毒素生成和环境耐受性,进而调整菌群间的协作与竞争关系,甚至调控细菌与人体免疫系统的互作,可能抑制炎症或触发免疫过度反应。
关于p-crAssphage的研究突破
这种噬菌体是人体微生物组中最普遍的病毒之一,自2014年通过粪便样本测序发现以来,其独特的生命周期始终成谜。斯坦福团队首次成功在体外分离该病毒,研究显示其具有罕见的双重生存策略——既可作为噬菌体产生病毒颗粒,又能像质粒一样以DNA环形式稳定存在于细菌细胞内。
突破性分离的科学意义
传统噬菌体检测依赖培养皿上可见的噬菌斑形成,但p-crAssphage极少杀死宿主菌,且病毒颗粒产量极低。这项研究开发的新方法突破了技术瓶颈,为研究"非裂解型噬菌体"开辟了新路径,这类噬菌体实际上占人体肠道噬菌体的大多数。
双重生活方式的进化优势
p-crAssphage的生存策略展现了精妙的进化适应性:当以质粒形式存在时,它能稳定寄生于多个细胞而不破坏宿主;需要扩散时则启动病毒颗粒生产。这种在破坏性(噬菌体模式)与非破坏性(质粒模式)间的自由切换,使其既能保证基因传播又避免宿主种群崩溃,解释了其全球广泛存在的原因。
对微生物组研究的启示
这项发现首次证实了人体微生物组相关噬菌体存在双重生活方式。研究团队认为,这类噬菌体可能通过改变宿主菌基因功能来调控微生物组构成,这种非致死性调控机制为开发新型益生菌疗法提供了理论基础——未来或许能通过操纵噬菌体来重建健康微生物组,预防感染并促进人体健康。
未来研究方向
研究团队计划进一步探索p-crAssphage对宿主菌的基因调控机制,并评估其与人类疾病的潜在关联。同时,该研究推动的"健康微生物组"特征定义工作,将帮助科学家建立微生物组失衡的诊断标准和干预策略。
插图由Danica Schmidtke提供
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