前言

“微生物已经从成为敌人变成了我们世界的潜在盟友和共同建筑师”

微生物群的概念是什么?它如何成为中心?生物学家和哲学家埃里克·巴普斯特(Eric Bapteste)的访谈。

LoïcMangin的访谈 科学档案N 109

微生物群的想法何时产生?

埃里克·巴普斯特(Eric Bapteste): 我认为微生物群系的想法可以追溯到微生物的发现,因为最早发现的微生物群是荷兰人安东尼·范·列文虎克(Antoni Van Leeuwenhoek)观察到的。 vie 世纪,有时来自自己的身体,例如来自唾液。更广泛地讲,随着第一批足够强大的显微镜的发明,微生物的普遍性已变得显而易见。

但是,正如我们今天看到的那样,这些先驱者并未设想这些微生物与宿主之间的相互作用。这些嵌入的微生物会对庇护它们的生物,动物或植物产生影响的想法是最近的。我相信这个主题仅在过去的十五年中才变得非常重要。

同时,微生物难道不是敌人吗?

埃里克·巴普斯特(Eric Bapteste): 你是对的。一旦我们发现了这个新的无形世界,便出现了一个问题:这些微生物会无视我们吗?想要我们好吗?困难吗?当我们发现某些微生物的致病作用时,最后一个假设很快就占据了上风,路易斯·巴斯德(Louis Pasteur),罗伯特·科赫(Robert Koch)的杰出人物……因此,愿景首先是两个相对世界的愿景。

他们可以通过竞争而不是其他方式见面的想法在后来很流行。如今,一些微生物已经从成为敌人变成了潜在的盟友,甚至更多地成为了我们世界的共同建筑师。最后,通过了解我们正在与微生物相互作用(除了大量微生物),我们重新发现了自己。这也许是这一新愿景最显着的特点之一。

我们应归功于细菌,尤其是我们所藏有的细菌?

埃里克·巴普斯特(Eric Bapteste): 真正的答案是:“我们想知道!为了确定微生物对我们所谓的人类特征的贡献,正在进行许多研究。当然,出于良好的道德理由,在人类中探索这些问题仍然很复杂。去除或添加微生物的模型动物的研究揭示了微生物对血液,骨骼,免疫系统,神经系统的影响。成长与发展的顺利进行但是微生物的作用到底能延伸到多远?答案尚不清楚,因此需要更多的研究。

例如,我们不知道与我们相互作用的微生物是否对与其相关的效应负责,也就是说,它们是否是因果关系并起直接作用,还是它们的存在仅仅是一切的结果。一堆其他的身体变化。衰老。某些微生物会使我们衰老吗?还是随着年龄的增长,我们获得了不同的微生物群落?根据答案的不同,前景截然不同。这个主题刚刚被清除。

您谈论微生物组,它与微生物群有何不同?

埃里克·巴普斯特(Eric Bapteste): 第一个是微生物的基因集,第二个是微生物,物种,菌株的集合……这两个术语并没有提出相同的问题,因为基因可以从一种微生物传播到另一种微生物。据信,一种给定的物种是已知的,但是被置于不同于收集该物种的环境中,其基因和成分被修饰,有时被其他物种所替代。细菌 大肠杆菌 地球和 大肠杆菌 生物不一定是同一微生物,因为它们生活在不同的社区。

在某些分析中,更有趣的是达到基因组分辨率的水平,并鉴定存在的基因和相互作用的基因集,例如,形成特定的代谢产物,而与携带它们的微生物无关。无论何种物种,只有基因都很重要。

但实际上,与对所有基因进行测序相比,鉴定被认为是物种标记的东西要容易得多,例如16S RNA(系统发育中使用的高度保守的成分)。简单列出物种仅能大致了解微生物群落,尤其是其中发生的过程。

我们经常打赌,现金变化不会太大也不会很快。但实际上,每个人都是一组微生物的利基,一个微生物社区正在转变:微生物世代相随,积累突变。我们的微生物群系一生都会进化。

这样的微生物组如何工作?

埃里克·巴普斯特(Eric Bapteste): 说到微生物组,感觉就像我们在谈论一个整体。不是这种情况。微生物组的组织,结构化和任务分配。一些相互作用的微生物 通过 他们的基因帮助建立免疫系统,其他人则影响情绪并促进焦虑。因此,当然,所涉及的微生物大部分存在于肠道中。但是在一个地方,微生物不能执行单一功能,并非所有存在的微生物都致力于该单一功能。一些刚刚经过,其他被主机选择在那里,还有一些被共同选择给邻居执行功能。这种在宿主和微生物之间形成集体的想法是必不可少的,并且可以为我们的发展,我们的生存提供新的思路...在其他地方,比人类之外,已经描述了非常根本的后果。

因此,在寄生类黄蜂中 纳索尼亚,微生物有助于维持物种之间的屏障。这就是美国纳什维尔范德比尔特大学的Seth Bordenstein及其同事所展示的。清除了它们的微生物,被认为是不同物种的黄蜂彼此之间变得肥沃。

那不是邀请您以不同的方式思考进化吗?

埃里克·巴普斯特(Eric Bapteste): 问题是选择单位的问题。一方面,它可以被认为是由微生物组成,它们本身是多种物种的一部分,另一方面,它们又是属于另一物种的宿主。然后,选择将集中于多物种集内的交互,以及 物种起源 将成为“共生体的起源”!这不是一回事。

由于微生物基因的产物与宿主基因和其他微生物的产物相互作用,因此微生物组的研究模糊了选择的界限。一个新的学科领域是社区遗传学。请注意,结构化微生物群落位于活宿主以外的其他地方。同样,微生物和生物群落之间的相互作用可能成为选择的对象,并导致人们很少想到的选择单元的定义。例如,生物学家认为,生物地球化学循环(如氮循环)可以选择。一些人认为,微生物和微生物群落甚至在解释地球生命的稳定性方面起着基本作用。

目前,这种稳定性已被削弱...

埃里克·巴普斯特(Eric Bapteste): 确实 !知道存在或多或少有力的互动,有时甚至是有弹性的互动,人们会想知道当生活世界的各个组成部分消失时,等待我们什么。生态系统会崩溃吗?要从广义的进化意义上回答,我们必须了解生态系统稳定的条件,微生物的作用及其在这种稳定中的相互作用……这是一个很新的问题。

正如我们所说,部分健康取决于微生物。但是,作为人类,我们是更大的互动网络的组成部分。但是,通过破坏环境,我们破坏了我们所属的网络,摧毁了它们,最终使自己陷入危险。

这不是当前的Covid-19大流行所显示的吗?

埃里克·巴普斯特(Eric Bapteste): 是。一种“小病毒”使我们的日常生活颠倒了。但是细菌无处不在,它不是您会遇到的唯一病毒。但是,我们管理这种相互作用的方式(这里是不必要的)可以构成本次我们希望与其他微生物相互作用的管理方式的模型。通过应用障碍物手势,甚至限制自己,每个人都知道,这些微小的看不见的东西实际上非常重要且具有影响力。这是一种相互作用,迫使我们将自己(作为人类)相对于微生物定位。

您谈到了社区遗传学作为一门新科学。我们还能给出什么其他例子?

埃里克·巴普斯特(Eric Bapteste): 我认为可以围绕微生物建立许多新的跨学科合作。我们可以通过寻找存在微生物之前和之后的学科来解决这个问题。除了主要关注的进化科学之外,我们还讨论了健康与衰老:显然,微生物学的研究将改变医学。在生态学中,微生物群落在理解生态系统动态及其稳定性方面的地位将会提高。它们可能的“修复”,例如通过生物修复,也将通过微生物组。

甚至律师也必须考虑到这一点。确实,如果微生物提供某些生态服务,我们是否应该像我们已经做过的那样,以与河流,森林,山脉相同的方式赋予它们权利?如果是,哪个?如何保护这些生物?哲学家还将找到需要解决的问题。而且,不要忘记艺术家,他们也利用细菌来创作艺术品。因此,是的,将微生物学与已经建立的学科结合在一起是有前途的。

让我们专注于医学。您认为可能的发展是什么?

埃里克·巴普斯特(Eric Bapteste): 可以想象在个性化医学领域的许多应用,但是它们仍然需要深入的研究。但是,可以想象的是,我们知道生物标记-单一或相互作用的物种,或基因,基因网络-与健康状况密切相关,要么是因为它们对他们有贡献,要么是因为它们陪。因此,个性化医学将包括针对这些生物标记物以用于诊断目的,例如通过鉴定特定细菌菌株。其他人则想通过寻找益生菌来恢复肠道菌群的平衡,从而在治疗环境中使用微生物。

这是两个明显矛盾的运动:为了更好地理解与我们的微生物或它们之间的微生物之间的相互作用,尽管一切都可以对待个体。这是我将来所看到的,一种由微生物引发的悖论:思维既整合又更具个性。

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