基尔大学基督教城市 无菌(最下面一排)和天然水母的比较:外观显示没有天然微生物群的水母的适应性受到影响
荣誉:南希·韦兰-布鲁尔博士 所有多细胞生物的身体组织都被难以想象的大量微生物占据
宿主生物和微生物从多细胞生命进化史的一开始就一起发展
天然微生物群
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因此,生活在体内和身体上的所有细菌、病毒和真菌在整个生物体的功能中起着重要作用:例如,它支持营养物质的吸收,抵御病原体,甚至与神经系统沟通
基尔大学普通微生物学研究所的一个研究小组,由露丝·施密茨-斯特雷特教授领导,现在已经利用金水母研究了天然微生物群对生物体健康功能和简单海洋生物繁殖的重要性
科学家们表明,没有自然微生物集群的动物的适应性受到影响,并且完全阻止了在几个阶段中进行的生殖周期的决定性转化过程
在1182元生物起源和功能合作研究中心的框架下,研究人员最近与GEOMAR Helmholtz海洋研究中心的同事合作,在mBio杂志上发表了他们的结果
微生物群共同决定健康和繁殖 基尔研究小组的新研究是基于早期的一项工作,在这项工作中,水母的天然微生物群的组成被确定
这些动物和许多其他海洋刺胞动物一样,有一个由数百种不同物种组成的复杂微生物群落
这种微生物被证明是非常稳定的,很大程度上独立于地理来源和周围水中的微生物
因此,它的组成可能主要由宿主生物本身控制,主要由许多不同的所谓革兰氏阴性γ-蛋白细菌组成
研究人员现在已经就微生物群对水母适应性和繁殖的影响进行了广泛的实验
“为了做到这一点,我们首先用抗生素对水母的息肉进行消毒,并检查对生物体的影响,”博士解释说
南希·韦兰-布鲁尔,国际微生物学会微生物分子生物学组的科学家,中国癌症研究中心1182成员
“一方面,研究表明,相比之下,这些息肉仍然要小三分之一
另一方面,我们首先观察到对动物无性繁殖的严重影响,如果没有微生物群的存在,这种影响可能会完全停止,”韦兰-布鲁尔说,他也活跃在基尔大学基尔海洋科学(KMS)的优先研究领域
月亮水母经历了一系列复杂的生命阶段,在这些阶段中,它们相继从附着在海底的固定生活方式——珊瑚虫——转变为作为成年水母在水中自由漂浮的阶段
因此,自然微生物群的存在显然是这一过程不受干扰的先决条件
如果珊瑚虫在实验中缺乏微生物集群,这种生命周期最终会在某一点上完全停止:在无菌条件下,自由生活在水中的第一阶段——头锥体——被阻止释放
研究人员能够通过再繁殖实验证明这种中断不是抗生素的作用:如果他们在灭菌的息肉上重新建立了特征微生物物种,正常的繁殖过程就恢复了
在进一步的实验中,科学家们还研究了天然微生物群和抵御病原体之间的可能联系
事实证明,无菌息肉几乎无法抵御有害生物
“天然微生物群的存在使珊瑚虫对病原体有更强的耐受性,它们能够在微生物群中生存和繁殖,”第一作者韦兰-布鲁尔总结道
基尔的研究人员得出结论,微生物群显然对水母也有保护作用
与微生物参与高等生物免疫防御的方式类似,它们也可能在水母中承担起保护屏障的任务,水母只有两层组织,以防止生物受到病原体的攻击
简单模式生物的相关性 所谓的模式生物在研究微生物群和宿主生物之间相互作用的可能因果关系中起着重要作用
由于微生物和宿主细胞之间的相互作用更加复杂,这些通常简单组织的生物体有助于识别隐藏在包括人类在内的高等生物体中的可能规律
虽然月球水母已经被用于研究海洋生物的生理和生态方面很长一段时间了,但研究人员只是将它作为微生物研究的模式生物使用了几年
“总的来说,奥瑞利亚奥瑞塔非常适合作为一个模型来研究微生物群对海洋生物的健康和适应性的影响,”国际海洋微生物学会微生物分子生物学组和中国海洋生物学会1182的两个子项目的负责人施密茨-斯特雷特强调说
“对微生物群在这些简单组织的海洋动物繁殖中的作用的新见解也非常重要,特别是对于理解海洋环境的变化,”施密特-斯特雷特继续说
例如,这可以在所谓的水母爆发中看到——某些水母物种在不同的海洋区域大量、快速和强烈地出现,研究人员怀疑其原因是气候变化导致的海洋生活条件的变化
这些水华对生态群落的组成和结构有重大影响
例如,它们减少了海洋生态系统中的食物供应,从而除其他外,对鱼类产生了负面影响
例如,在波罗的海,月亮水母在某种程度上是一个指标,使这种变化清晰可见
更好地了解微生物对这些动物的生命周期和繁殖的影响,将有助于将来更多地了解海洋环境变化与水母大量繁殖之间的联系
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