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作者：Sibyl
導讀：科學家建立了一個模擬體系，來對名為TM7的小型細菌進行實驗研究，用實驗資料證實了一種猜想——細菌是如何適應人體環境的。
生活在我們口腔裡的微生物在許多方面影響著人類的健康，但我們還沒有完全瞭解。一些細菌會引發炎症，造成牙周炎或其他系統性疾病，例如心血管疾病和糖尿病。其他口腔微生物則與特定型別的癌症密切相關。科學家們正在研究這些微生物之間、與我們的身體之間是如何相互影響的，以此來了解它們在健康與疾病中各自扮演的角色。
我們口腔記憶體在多種多樣的細菌，他們隸屬於候選門級輻射類群（CPR）。這些細菌特別神秘，因為他們極小，且與宿主細菌有著獨特的共生方式，其中大部分尚未被科學家培育研究。一組名為TM7的細菌是CPR中唯一有待深入研究的。2014年，福賽斯研究所的研究人員何雪松（音譯）博士首次將它培育出來。
為了更好的研究這些難以發現的細菌，何博士與他的同事—華盛頓大學的Jeffrey S. McLean博士—運用首次分離出的人類口腔TM7菌株，以及他的宿主細菌齲齒放線菌建立了一個新的模擬體系。他們用這個模擬體系來研究這些微小的細菌，以證實TM7如何適應人體環境這一猜想，並且為以前的基因組研究提供了實驗資料。他們的研究結果於2022年1月3日發表於美國國家科學院院刊（PNAS）上。題為“Acquisition of Arginine Deiminase System benefits epiparasitic Saccharibacteria and its host bacteria in mammalian niche environment”。
科學家們已經在許多不同環境裡發現了TM7，包括土壤，地下水和其他哺乳動物的骨骼中。研究表明在保持基因組大體相似的情況下，與其他環境相較而言，在人類口腔中發現的TM7是獨一無二的，因為他們獲得了以精氨酸脫氨酶系統(ADS) 編碼的基因簇。
“這對我們來說非常有趣，因為在這類具有微小基因組的小型細菌從環境轉移到哺乳動物的過程中，他們幾乎沒有發生基因組改變，” McLean博士說。
研究人員假設TM7以獲取ADS為進化優勢，來幫助它們適應並存活於人類的口腔中。
為了驗證這一假設，該項研究的首位研究人員田靜（音譯）博士運用這個模擬體系來實驗論證ADS對TM7x和其宿主細菌的作用與影響。它發現ADS可以幫助TM7x分解精氨酸，這一過程會產生化合物三磷酸腺苷（ATP）和氨氣。隨著ATP的大量增加，氨氣增加了TM7x的傳染性和繁殖力。它還能保護TM7x及其宿主細菌免受酸脅迫（這是微生物在人類口腔中經常遇到的情況，因為細菌以食物中的碳水化合物為食並進行代謝的時候會產生酸）。該實驗最終表明，由於ADS的存在， TM7x可以在環境中生存更久。
https://www.eurekalert.org/multimedia/813100
“目前大部分對於CPR細菌的研究都基於非培養基因型研究法，運用這個TM7細菌模擬體系，我們可以直接驗證一個由基因組分析而產生的假設，這有助於將CPR研究領域從以基因組為重點的研究轉向以假設為驅動的研究，從而更好地理解它們的生物學特性。”何博士說。
北京大學口腔醫院小兒牙科醫生、福賽斯研究所訪問學者田博士說：“透過TM7編譯的ADS產生的氨提高了人類口腔微環境的PH值，這也引出了一個有趣的問題——蛀牙過程中TM7所扮演的角色。”在之前的兒童蛀牙研究中，田博士發現在治療蛀牙後，TM7的數量顯著增加。“我們認為這表明了TM7可能與無齲齒狀態更相關，我們計劃在這個領域做更多的研究。田博士說。
該研究也以大量的證據證明了TM7細菌對口腔健康的保護作用可能比研究人員最初認為的要大。例如，在之前的研究中，牙周病患者口腔中TM7的數量劇增，這令科學家們猜測該病症是由這類細菌引起的。然而近期，福賽斯研究所Batbileg Bor博士的研究呈現了相反的結論——TM7減少了小白鼠患牙周炎和骨質疏鬆的可能性。
“我們剛剛在人類體內發現的許多不同型別的超小寄生細菌，對於它們是如何影響健康和疾病的，我們還處於探索的初級階段，” McLean博士說。
“這就是細菌模擬體系如此重要的原因，不僅僅是為了更好的瞭解TM7獨特的生活方式，也是為了實驗論證基於基因組研究或者臨床觀察的假設是否真的站得住腳，”何博士說：“如今，我們有一個可控的模擬體系來研究TM7，這確實是一個極大的進步。”
參考資料：
https://www.eurekalert.org/news-releases/939108
注：本文旨在介紹醫學研究進展，不能作為治療方案參考。如需獲得健康指導，請至正規醫院就診。
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