研究发现微生物组动态变化，有利于重要的宿主相关功能

所有多细胞生物——从最简单的动植物生物到人类——都与大量微生物密切相关，即所谓的微生物组，这些微生物在其组织中定植，并与宿主共生

许多重要功能，如营养吸收、免疫系统调节或神经过程，都是宿主生物和微生物共生体之间相互作用的结果。基尔大学合作研究中心（CRC）1182元生物的起源和功能正在详细研究宿主和微生物（科学家称之为元生物）之间的功能合作

科学家怀疑，微生物组可以对整个生物体的环境适应和适应性做出重大贡献。他们认为其中一个原因是微生物的快速适应能力，与通常进化较慢的宿主生物相比，微生物对不断变化的环境条件的反应速度要快很多倍

在宿主生物的个体发育过程中，微生物组的定殖和组成是如何建立的，这是当前研究的主题

由基尔大学动物研究所Hinrich Schulenburg教授领导的进化生态学和遗传学研究小组的一个团队，以及来自不同学院的CRC 1182和位于Plö的马克斯·普朗克进化生物学研究所的其他研究小组；n、 现在已经研究了微生物组定殖的动力学

他们发现线虫宿主生物中的微生物组在其生命的大部分时间内都没有随机组成，这表明微生物群落是定向选择过程的结果。这项研究发表在mBio上。

这一假设得到了蠕虫微生物组中微生物物种基因组分析的支持。许多基因被发现负责某些代谢功能，这些代谢功能对宿主生物很重要，也与其他生物有关

通过这些结果，基尔的研究人员再次表明，秀丽隐杆线虫特别适合作为研究肠道微生物组的信息模型生物

线虫一生中微生物组组成的动力学

为了研究秀丽隐杆线虫微生物组组成随时间的发展，计划并领导实验的进化生态学和遗传学小组前研究员Agnes Piecyk博士使用了自然界中常见的43种不同细菌的特征群落

她将这种微生物群落引入以前没有细菌的动物体内，并将它们定殖在蠕虫直接附近的培养基上和单独的培养皿中，而不与动物接触。然后，研究人员分析了这种实验微生物群落的组成在不同条件下，在大约一周的时间里，在六个单独的时间点上是如何变化的；其对应于螺纹蠕虫的平均寿命

在实验过程中，很明显，时间只在宿主相关的微生物群落中发挥重要作用，即生活在蠕虫中的细菌。分析数据的进化生态学和遗传学工作组研究员Johannes Zimmermann博士说：“它们的组成发生了变化，一些特定的细菌物种出现得更频繁。”

例如，眼杆菌和肠杆菌在蠕虫的肠道中积累。Zimmermann解释道：“这些动力学不能用随机过程（即原则上的随机过程）来令人信服地解释。因此，我们想弄清楚蠕虫微生物组随着时间的推移是否存在直接过程。”

基因组分析表明选择了某些有用的代谢功能

在下一步中，研究团队分析了蠕虫微生物组中微生物的基因组，其中包含蠕虫寿命期间细菌群落的所有遗传信息。有趣的是，研究人员发现宿主相关微生物群落与人类微生物组研究中已知的基因之间存在一些惊人的相似之处

“我们假设这不是偶然的，而是由宿主和微生物组之间的特定相互作用驱动的，这些相互作用会在宿主生命的某些阶段影响微生物组的组成。

”因此，与对照组相比，对某些细菌物种在蠕虫中积累的一个非常合理的解释可能是，宿主专门选择某些细菌及其相关功能，这反过来对宿主生物有利，“Zimmermann强调。

有利的微生物功能是普遍的，超出了秀丽隐杆线虫的范围，例如短链脂肪酸、维生素B12或其他重要物质的生产，这一事实进一步支持了这一假设。

肠道微生物组研究的模式生物

总体而言，研究人员得出结论，由于微生物组组成在蠕虫一生中的动态变化，相关的细菌物种进化出了某些竞争策略，特别是那些为宿主提供某些有用功能的物种。因此，定殖微生物似乎对宿主生物整体有益，从而帮助其适应环境。

Schulenburg说：“通过我们的新工作，我们提供了重要的概念基础，扩展了我们对微生物组的组成和功能以及宿主生物如何影响其组成的理解。”我们基于实验微生物群落的研究也再次表明，秀丽隐杆线虫提供了