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        NAS的新成員揭示了動物如何選擇好的微生物拒絕有害的微生物
        
			
        
				2019-05-31 13:33:37
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        Margaret McFall-Ngai，夏威夷大學海洋與地球科學與技術學院太平洋生物科學研究中心教授兼主任，是唯一一位在美國國家科學院成員的UH女性(NAS)。本周在美國國家科學院院刊上發(fā)表的就職文章，紀念她入選該國最杰出的科學團體之一，她和一個研究小組揭示了一種新發(fā)現(xiàn)的機制，通過這種機制，有機體選擇有益微生物并拒絕有害微生物。那些。
        

        NAS的新成員揭示了動物如何選擇好的微生物拒絕有害的微生物
        

        哺乳動物(例如人)的內部微生物群落或聚生體是復雜的，因為它們需要許多細菌類型來實現(xiàn)健康功能。呼吸系統(tǒng)，輸卵管和咽鼓管中的組織襯有纖毛 - 微觀毛發(fā)狀結構，從許多動物細胞的表面延伸出來。這些纖毛組織的核心作用是有效清除有毒分子和不良微生物;在主要由Janna Nawroth博士(現(xiàn)在波士頓Emulate公司)執(zhí)行的工作中，由USF的數(shù)學建模師McFall-Ngai和Eva Kanso博士共同領導，這些纖毛組織也被選擇性地招募有益微生物。，稱為共生體。
        

        “幾年前，當生物醫(yī)學界發(fā)現(xiàn)哺乳動物的所有這些表面都有一個豐富的共同進化的微生物群，一個促進這些系統(tǒng)健康的微生物組時，問題就變成了：他們是如何做到的 - 那就是他們通過什么機制選擇好的微生物并拒絕有害的微生物呢?“McFall-Ngai解釋道。
        

        大多數(shù)動物的纖毛組織無法觀察和研究。使用夏威夷短尾魷魚及其單一細菌共生體，Vibrio fischeri，作為模型生物系統(tǒng)，由生物力學家/生物工程師，應用物理學家，數(shù)學家，成像師，微生物學家和McFall-Ngai組成的合作研究團隊，一個發(fā)展生物學家和生物化學家 - 調查了一個過程，通過這個過程，一個適當?shù)墓采锓N被招募到宿主動物的微生物組中，排除了所有其他細菌。
        

        這個模型系統(tǒng)為這樣復雜的問題提供了一個特殊的窗口，因為魷魚只與一個共生物種合作，它使用復雜的纖毛表面的活動來選擇。此外，這種動物的身體計劃是這樣的，研究人員可以使用顯微鏡觀察沿著這個高度可接近的組織表面發(fā)生的過程。
        

        “我們驚訝地發(fā)現(xiàn)兩種不同的纖毛行為，”McFall-Ngai說。“一種行為是典型的長纖毛 - 非常有組織，纖維組的波浪一起跳動。這些纖毛領域用于將細菌伴侶集中到發(fā)生定植的區(qū)域。我們還發(fā)現(xiàn)了短纖毛的區(qū)域，但是數(shù)學建模和可視化表明，這些較短的纖毛用于混合宿主細胞的化學信號，以吸引伴生細菌。“
        

        由于纖毛的結構和功能在整個動物的進化過程中都是保守的，因此本研究提供了對纖毛表面的基本功能的深入了解。
        

        “有了這個起點，我們就可以開始確定整個系統(tǒng)，宿主細胞，它們的分泌物和它們的細菌伴侶如何通過致命的病原體來阻止這些組織的定植，例如導致百日咳，鏈球菌感染/風濕病的病原體。發(fā)燒和兩種不同類型的肺炎，“McFall-Ngai說。“這些信息也可能有助于開發(fā)促進人體呼吸道，生殖道和排泄道中有益細菌伴侶獲得和生長的方法。”
        

        近三十年來，McFall-Ngai和PBRC研究員Edward Ruby使用魷魚 - 細菌共生系統(tǒng)來表征動物微生物組。他們發(fā)現(xiàn)影響動物發(fā)育的細菌和細菌伴侶驅動宿主的晝夜節(jié)律(每日)節(jié)律。
        

        這些和其他見解有助于擴大曾經(jīng)狹隘的微生物世界觀?；谒谠瓌?chuàng)研究中的杰出和持續(xù)成就，McFall-Ngai于2015年入選NAS。選舉NAS是科學領域的最高榮譽之一。
        
			

			
          
        
			
        
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