人类微生物组是如何工作的

大多数人不会对病毒进行很大的注意，直到它们生病，但许多不同的病毒是个人微生物群落的一个组成部分。

Sebastian Kaulitzki./ iStock / ThinkStock

在我们跳入人类微生物项目之前，让我们回顾这些科学家正在学习的内容。微生物是那些我们听到并愉快地跳过的词之一，认为它只是一个小的和模糊的细菌的统称。事实证明，这是相当准确的。

虽然细菌肯定包含大部分微生物组，但其他一些已知的微生物也构成了我们的微生物党。拿archaea.，这与细菌如此类似，长期以来，科学家们只是假设他们是细菌。不是。它们实际上具有不同的氨基酸和糖和不同的遗传结构。一旦想到才能居住在极端环境，古痤疮已发现在人类口腔，肠道和阴道粘膜中。

然后你有原生动物，我们有时称之为“细菌”，因为某些类型可能导致痢疾或疟疾，但它们比细菌更大。让我们不要忘记菌在我们中间，它可以覆盖皮肤而没有什么后果——或者进入感染区域。病毒也是我们的微生物群的一部分，但不要认为它们只是无所事事地等待脏手会让你感冒。

事实上，我们体内的微生物很大程度上并不是搭我们身体顺风车的懒客人。他们可以更恰当地与一个神话般的庄园中管理良好的员工进行比较。例如，微生物群中病毒的一个更重要的功能是感染细菌，改变细菌的工作方式或数量。所以把病毒看作是在我们体内与(或对抗)细菌的作用是很有用的[来源:威廉姆斯]．

当患有寒冷和栏杆的毒性时，请记住，没有微生物，你不能吃或呼吸。虽然不在身体上，水中的光合细菌产生了一半的氧气[来源：犹他大学]．微生物包裹着我们的系统，以帮助消化和合成维生素，你可能会兴奋地在下次晚宴上报告，你的粪便一半不是剩饭，而是微生物生物量，它们会在你的肠道中迅速补充[来源:相连]．好的人抵御感染或疾病引起的微生物，加强我们的免疫系统，而且 - 正如我们所学习的人类微生物项目所在的那样 - 做得更多。

现在我们知道我们在研究什么，让我们进入人类微生物组项目本身。由美国国立卫生研究院资助的第一阶段计划为5年，包括从人类微生物组中获取样本，并开发一套微生物基因组序列参考集(目标是3000个序列)。第二阶段(2013-2015年)涉及开发一种微生物组数据集目录，以帮助科学界研究和研究疾病和健康。他们还有更广泛、更具挑战性的任务，即调查一个人的微生物群落与各种疾病和状况之间的联系。

为什么这不是之前完成的？该技术不存在。科学家们还没有一种方法来研究微生物组居民，因为它们不能在实验室环境中繁殖或分离。但随着前进DNA测序和技术，科学家现在能够将遗传物质与微生物群落隔离，而无需培养它们[来源：NIH]．因此，该项目于2007年开始预算为1.7亿美元，一项相当简单的任务：从足够大量的健康人员中获取样品，以确定人类微生物组的基线或框架。

第一阶段从招募被认为“健康”的志愿者开始。这并不容易:600名18到40岁之间的受试者被引入，但经过严格的考试之类的东西空腔和酵母菌感染以及整体健康），超过一半被拒绝。来自休斯顿，德克萨斯州的两百四十二名科目，莫斯特省，终于达到了标准，是幸运的是幸运的，幸运的是在多次擦拭多个地方，然后将它们的生物血液测序超过200多名科学家在80个不同的机构[来源：相连]．

每名男性在15个地方取样，每名女性在18个地方取样(考虑到阴道的微生物环境)，每名男性在两年内最多取样三次。这些样本包括肠道(从粪便中提取)、鼻子、口腔和皮肤上的多个部位。

在研究过程中，获得了11000多个样本，科学家们能够对部分RNA材料进行测序，以识别微生物，并确定种群的大小[来源:贝勒医学院]。到目前为止，800个样本通过了整个基因组序列[来源:贝勒医学院]。该项目已经产生了3.5万亿字节的数据，是人类基因组计划的1000倍多[来源:贝勒医学院]。

美国国立卫生研究院公共基金资助一直使用到2013年，但该项目随后开始通过16个参与的国立卫生研究院资助自己[来源:摩尔]．科学家们仍在建立更严格的抽样协议，并试图找到技术支持和资源的基础。

通过人类微生物组项目产生的万亿和万亿个字节的数据，您可以敢打赌，发现结果并不难。第一个和更多的令人震惊的发现是，基于样品的遗传含量，在研究的成年人身上可能存在近800万个独特的微生物基因。这是数百次比人类基因组有助于身体[来源：杨]。他们还发现，即使这些健康的人也有可能导致问题削弱的微生物免疫系统但在大多数情况下，他们似乎很乐意无害地待在一起。这意味着像葡萄球菌和大肠杆菌存在于正常人群中，但不一定是感染。

更酷的是，没有一个微生物存在于每个人体内，这似乎也意味着没有“正常”的微生物群。他们还发现，不同研究对象的同一部位的微生物最相似。(这意味着两个人皮肤上的微生物群落比一个人不同部位的微生物群落更相似。)但不同的细菌可能在不同的个体中发挥着相同的功能:虽然两个人都能很好地消化碳水化合物，但可能是两种不同的细菌在每个人身上起着同样的作用[来源:贝勒医学院]。

对人类微生物组的研究(以及利用该项目的数据)已经产生了一些令人着迷的结果。2012年的一项研究发现，阴道微生物群随着怀孕而发生显著变化。乳杆菌johnsonii是一种细菌，通常在肠道中发现，帮助消化牛奶，但当女性怀孕时，它在阴道中活跃。科学家们假设，第一次接触微生物的婴儿，可能从一开始就会使用这些微生物来帮助消化母乳。齐默]．还有一些假设是一种阴道分娩，它立即暴露于肠道，阴道和皮肤微生物，这可能是婴儿免疫系统的理想，而不是无菌剖宫产。波多黎各的一项研究在出生后不久的擦拭C型婴儿是否有助于耐寒细菌殖民地[来源：Gitig]．

让我们不要忘记研究细菌希望更好地了解抗生素和细菌抗性。在引入抗生素时，不再假设“良好”细菌会在“斜线和烧伤”之后自动重新预期。科学家正在考虑需要仔细修剪和培养的微生物环境。而不是给杀死Staph的抗生素，这是一种替代方案可能会施加一种乳霜，即良好的细菌可以饲料，以帮助推翻Staph入侵者[来源：齐默]．

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