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人体内的细菌正在共享基因甚至跨越组织边界

4月11日(UPI) -根据一项新研究,人体内的微生物相互交换基因。一些细菌基因甚至可以穿过组织屏障而没有它们的微生物宿主。

科学家们能够使用新的分子数据挖掘方法识别“水平基因转移”的实例。“水平基因转移是地球上遗传信息交换的主要力量,”伊利诺伊大学作物科学和基因组生物学教授Gustavo Caetano-Anollés在新闻发布会上说。“这些交换使微生物适应和繁殖,但它们对人类健康也很重要。有些细菌不能生活在我们体外,有些细菌不能生存。”

由于水平基因转移已使病原体中的抗生素抗性增加,因此对该现象的更好理解具有公共卫生影响。对于这项新研究,科学家们构建了数千种微生物的家谱,这些微生物在人体内定殖。强大的计算机和复杂的算法帮助科学家分析了不同树木之间的关系,并区分了通过遗传共享的基因和通过水平基因转移获得的基因。

“目前大多数确定水平基因转移的方法都比较DNA特征或基因组之间的统计相似性来识别外源基因,”巴基斯坦COMSATS大学研究员Arshan Nasir说。“这对于相对较新的基因转移非常有效,但往往无法确定数百万或数十亿年前发生的转移事件。”

新的分析方法允许Caetano-Anollés和Nasir克服这个问题。他们的工作 - 本周在“科学报告”杂志上详述- 显示人体内的微生物非常自由地交换基因。

“我们体内微生物之间的水平交换比你在地球上其他地方发现的高出约30%,”Caetano-Anollés说。“这意味着我们的身体提供了独特的利基,促进了微生物层面的创新。”

科学家们确定,大多数基因转移活动(60%)发生在生活在身体不同部位的微生物之间 - 例如,肠道中的微生物与生活在血液中的细菌共享基因。

纳西尔说:“其中一些可能是在微生物定植于人体之前发生的非常古老的基因转移事件。”“也可能是某些细菌在个体的生命周期中的不同时间点定居在不同的人体部位。其他细菌可能是细菌DNA从一个部位转移到另一个部位的结果,可能是通过血液。我们需要进一步的实验证据测试这种诱人的可能性。“

通过梳理微生物基因组的哪些部分被遗传并被转移,科学家们可以获得对不同细菌菌株的进化历史以及它们与人体的进化关系的新见解。

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