研究人员深入了解来自环境的超小细菌如何适应生活在人类体内

生活在我们口腔内的微生物，统称为口腔微生物组，以许多尚未完全了解的方式影响我们的整体健康。一些细菌会引起炎症，导致牙周炎和其他全身性疾病，如心血管疾病和糖尿病。其他口腔生物与某些类型的癌症有关。科学家们正在努力了解这些微生物如何与彼此以及我们的身体相互作用，以梳理它们在健康和疾病中的各自作用。

在我们口腔内的多种细菌物种中，有一组属于候选门辐射 (CPR)。这些虫子特别神秘，因为它们超小，与宿主细菌采用独特的共生生活方式，而且大多数还没有被科学家培养和在实验室中研究。CPR 中唯一需要深入检查的细菌是一组名为 TM7 的细菌，由福赛斯研究所研究员何雪松博士于 2014 年首次培养。

为了更好地了解这些难以捉摸的细菌，He 博士和他的合作者华盛顿大学的 Jeffrey S. McLean 博士开发了一种新的模型系统，该系统使用第一个分离的人类口腔 TM7 菌株 TM7x 及其宿主细菌，溶牙放线菌。研究人员使用该模型系统对这些微小细菌进行了实验研究，测试了关于 TM7 如何适应人类体内的假设，并提供经验数据来证实之前的基因组研究。他们的研究结果今天发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS) 杂志上。

科学家们在许多不同的环境中发现了 TM7，包括土壤、地下水和其他哺乳动物的身体。研究表明，虽然总体上保持了非常相似的基因组，但在人类口腔中发现的 TM7 与其他环境中的 TM7 不同，因为它们获得了编码精氨酸脱亚胺酶系统或 ADS 的基因簇。

“这让我们很感兴趣，因为在这组基因组已经很小的微小细菌从环境过渡到哺乳动物时，它们似乎很少发生基因组变化，”麦克莱恩博士说。

研究人员假设 TM7 获得 ADS 作为一种进化优势，以帮助它们在人类口腔中适应和生存。为了验证这一假设，该研究的第一作者 Jing “Janet” Tian 博士使用该模型系统通过实验研究了 ADS 对 TM7x 及其宿主细菌的功能和影响。她发现 ADS 帮助 TM7x 分解精氨酸，这一过程会产生化合物三磷酸腺苷 (ATP) 和氨。增加的 ATP 和氨丰度增加了 TM7x 的感染性或繁殖能力，从而使 TM7x 受益。它还保护 TM7x 及其宿主细菌免受酸胁迫，由于细菌以膳食碳水化合物为食并代谢膳食碳水化合物时产生的酸，微生物经常在人类口腔中遇到这种情况。

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