医学进展
2014年03月号
医学进展

宿主抑菌肽对共生微生物群落的选择

    动物的生存往往依赖于与其共同生存的微生物,不同物种所携带的微生物也不尽相同。这些共生的微生物往往是高度宿主特异性的,说明自然选择压力在其中可能起到重要作用。抑菌肽是机体用于杀灭细菌的一类分子,两栖类、昆虫、许多无脊椎动物和哺乳动物包括人都会产生。

    在近期的《美国科学院院刊》上,来自马克思普朗克动物生理研究中心的人员报告了在水螅中微生物种群的研究结果。由于水螅种群在之前的研究中表现为与共生微生物共同进化的典型现象,所以更便于发现种系特异性的抗菌肽表达与微生物种群间的关系。

    在所研究的4种水螅中,抑菌肽的成分与表达量表现出极大差异。在功能性分析中,研究者们通过比较抑菌肽表达缺乏的 水螅与对照组水螅,建立了微生物种群选择性的模式。与对照组相比,抑菌肽缺乏的水螅无法对共生微生物进行选择。这些发现说明,抑菌肽塑造了种系特异性的微 生物共生群落。研究同时提出,宿主抑菌肽的表达是由与之共生的微生物伙伴的种类及数量决定的,遗传上越是接近的水螅往往有着相同结构的共生菌,也表达相同 水平的抑菌肽。接下来的研究发现,水螅表达抑菌肽的种类往往比较单一,属于同种或同类分子,研究人员称之为命名保守性,并认为这与共生菌落有关。同时,研 究也发现,抗菌肽的表达也与存在的环境有关,宿主-微生物呈现相互进化而选择的现象。当环境一旦稳定下来,水螅的共生微生物种群便表现为异常稳定。研究证 实,该现象来源于在此过程中形成的抑菌肽的种类。(作者:李秋实)

参考文献:《Proceedings of the National Academy of Sciences》2013;E3730-E3738

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