多年来，生命科学和医学研究的重点是生活在身体内部和身体上的微生物如何影响中央生命过程，从而影响宿主生物的健康和疾病。其中，基尔大学的科学家们已经能够收集到大量线索，表明身体的微生物定植，即所谓的微生物组，与疾病的发展存在因果关系。尤其是慢性炎症性肠病 (IBD) 似乎与微生物组的组成和平衡密切相关。近几十年来，与许多其他所谓的环境疾病一起，它们的发病率急剧上升。研究人员发现了人类微生物组中微生物多样性大幅下降的一个可能原因。微生物组的贫乏可能是由于西方社会生活条件的根本变化，其特点是工业化生产的食品、全面的卫生措施、大量使用抗生素和社会孤立的生活方式等。研究人员看到了未来干预恢复健康微生物组的巨大潜力。比较微生物组研究提供了定义这种健康状态的重要线索——包括非西方化的人类社会和动物。研究人员看到了未来干预恢复健康微生物组的巨大潜力。比较微生物组研究提供了定义这种健康状态的重要线索——包括非西方化的人类社会和动物。研究人员看到了未来干预恢复健康微生物组的巨大潜力。比较微生物组研究提供了定义这种健康状态的重要线索——包括非西方化的人类社会和动物。
基尔大学的研究人员现在在协作研究中心 (CRC) 1182“元有机体的起源和功能”的框架内进行了广泛的比较分析，分析了来自 38 种不同动物物种的 368 份粪便样本，范围从反刍动物到灵长类动物。他们的目的是研究不同物种之间的进化关系和外部生活条件对微生物组组成的影响。他们在七个德国动物园收集了样本材料，并将其相互比较，也与人类样本进行了比较。通过基因组测序确定其中包含的微生物物种，他们因此能够表征各种动物物种的不同微生物组组成。临床分子生物学研究所(IKMB)的研究团队，由安德烈弗兰克教授领导的研究发现，例如，某些猴子物种的某些细菌物种的丰度正在下降，但人类也是如此，而且它们的微生物组似乎不太多样化，大概是为了适应它们生活条件的变化。研究人员也是 DFG 研究部门 miTarget 的成员，他们在期刊上发表了他们的研究结果BMC 微生物学。
生活方式影响人类和动物的微生物组
微生物组的组成取决于许多不同的因素，包括饮食、环境影响或宿主生物之间的系统发育关系。为了确保在受控条件下收集数据，基尔的研究人员从汉堡、柏林和新明斯特动物园中的圈养动物和按照统一标准喂养的动物身上获取了样本。这种合作对科学具有重要价值，因为它们可以提供易于获取的样本材料，从而为整个研究问题提供重要的数据源。例如，在目前的工作中，在动物园收集的材料构成了新生物库的基础，其中包含完全未知的微生物物种，因此具有重大的科学意义。
“当我们分析微生物组数据时，我们首先发现地理似乎对肠道细菌定植没有重大影响，它在很大程度上与位置无关，”第一作者、微生物组实验室负责人 Corinna Bang 博士说。 IKMB。“相比之下，系统发育，即生物体的进化关系——以及它们个体的基因组成——基本上在微生物组组成中起着最重要的作用。不同物种之间的关系越密切，它们的微生物组就越相似是，因为它在漫长的进化过程中基本上是平行发展的。”
然而，在某些情况下，这一决定性因素会被特殊生活条件的影响所取代。CRC 1182 的研究人员在将某些非洲猴子物种的微生物组数据与南美洲猴子的微生物组数据进行比较时，能够阐明这一方面。虽然它们的亲缘关系相对较近，但它们的生活方式却大不相同：就非洲动物而言，它们生活在地面上的大型社会社区中;他们的南美亲戚，特别是在动物园里，以相对孤立的小群体生活在树上。令人惊讶的是，他们截然不同的生活方式也反映在各自微生物组组成的明显差异上：“因此，生活方式的差异覆盖了这里相对密切关系的影响。具体来说，这意味着与非洲动物相比，南美猴的特征性个体细菌种类明显减少。我们怀疑微生物多样性的这种下降与他们相对较少接触的生活方式有关，”Bang 继续说道。
在这方面，基尔的研究人员看到了与人类微生物群发展的重要平行关系。“微生物组中某些细菌种类的丧失——尤其是螺旋藻和普氏菌，它们有助于消化富含纤维的植物性食物成分——不仅在南美洲猿中观察到，而且在人类中也观察到。这些一致的模式支持了这样的假设IKMB 的生物信息学家 Louise Thingholm 博士说：“微生物组的枯竭可能与人类生活条件的快速变化有关。”
促进健康的微生物组
从进化的角度来看，西方世界向工业和城市生活方式的转变发生在过去几十年的很短的时间内。因此，研究人员的一个假设是，人类微生物群落——在几千年来变化很小之后，就像在动物王国中一样——不再能够适应西方生活方式的突然出现。这将是对微生物多样性急剧下降及其众多健康后果的合理解释。“因此，未来微生物组研究的一项基本任务将是准确定义身体原始细菌定植的哪些成分需要恢复，以减轻或预防某些微生物组相关疾病，”miTarget 发言人 Franke 说，
尽管前景广阔，但在确定微生物组中的治疗靶点方面，研究目前仍处于起步阶段。一个微生物-友好的生活方式，而另一方面，已经是当今可行的，主要包括减轻西方的问题方面的生活方式，通过再次使微生物多接触的方式多种多样。