高超成像技术展示了肠道如何为有益的微生物群落创造一个舒适的家园

根据一项新的研究，果蝇的消化道会自我改造，以适应有益的微生物群物种，并保持肠道环境的长期稳定。

　　

根据卡内基大学William Ludington和Allan Spradling领导的一项新研究，果蝇的消化道会自我改造，以适应有益的微生物群物种，并保持肠道环境的长期稳定。他们的研究结果发表在《Nature Communications》杂志上。肠道微生物群是生活在人体内的数百到数千种微生物物种的生态系统。这些人口影响着我们的健康、生育和寿命。但关于这些微生物物种如何与我们的身体以及彼此之间相互作用，还有很多东西需要了解。

“每天，我们都会遇到，甚至摄入各种各样的细菌物种，”Ludington解释说，他在卡内基大学研究微生物群的获取和组成已经有数年了。“尽管如此，随着时间的推移，肠道微生物组仍保持相对稳定——从哺乳动物到昆虫的许多物种都保持着这种现象。”

他们的合作者想要确定我们的肠道是如何保持如此显著一致的微生物组组成的。由于人类的微生物群落非常复杂，他们研究了果蝇，果蝇只被少数微生物物种定植。使用复杂的方法和强大的显微镜，研究团队展示了果蝇肠道创造的物理条件，选择性地促进某些物种的殖民。

“果蝇肠道基本上建立了一个舒适的生态位，允许理想的主要殖民物种成功，为昆虫和微生物创造了互惠互利的局面，”长期以来在分子生物学领域处于全球领先地位的Spradling解释说，他在研究果蝇遗传学方面开发了突破性技术。

研究人员发现，一种有益菌株的定植会引发果蝇肠道的物理变化，增加可用的结合位点的数量，并产生有助于附着的物质，为第二种细菌的进入铺平道路。

“因为我们已经在理解动物发育的遗传基础的最强大的模式生物中发现了这个生态位，它为理解动物选择和控制它们的微生物群的机制开辟了一个全新的可能性领域，”Ludington总结道。

他们团队的研究集中在果蝇肠道的一个特定部分，该部分被转化为两种微生物物种的理想生态位。展望未来，他们希望利用果蝇遗传学来了解生态位的构建和维护机制，并在果蝇和其他动物(包括人类)身上寻找其他潜在的生态位。

Ren Dodge, Eric W. Jones, Haolong Zhu, Benjamin Obadia, Daniel J. Martinez, Chenhui Wang, Andrés Aranda-Díaz, Kevin Aumiller, Zhexian Liu, Marco Voltolini, Eoin L. Brodie, Kerwyn Casey Huang, Jean M. Carlson, David A. Sivak, Allan C. Spradling, William B. Ludington. A symbiotic physical niche in Drosophila melanogaster regulates stable association of a multi-species gut microbiota. Nature Communications, 2023; 14 (1)