韦恩州立大学教授凯文·西斯博士推动共生生物学运动,迎来科学的“分水岭”时刻Wayne State professor Kevin Theis, Ph.D., contributes to holobiont biology movement, a ‘watershed’ moment for science

环球医讯 / 健康研究来源:today.wayne.edu美国 - 英语2025-02-28 00:00:00 - 阅读时长4分钟 - 1617字
韦恩州立大学医学院的研究员凯文·西斯博士是推动共生生物学概念发展的科学家之一,该概念研究微生物组如何塑造生命进化,可能为个性化医学、预防遗传性慢性病以及对抗早产开辟新的前景。
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韦恩州立大学教授凯文·西斯博士推动共生生物学运动,迎来科学的“分水岭”时刻

韦恩州立大学医学院的一名研究员是领导新兴概念的科学家网络中的一员,这一概念探讨了微生物组如何塑造生命的进化。这一运动可能会引领个性化医学的新时代,预防遗传性慢性疾病,并在持续对抗早产的斗争中发挥作用。

凯文·西斯博士是生物化学、微生物学和免疫学系的副教授,也是共生生物学网络的成员。2015年,他与宾夕法尼亚州立大学微生物中心主任赛斯·博登斯坦博士合作撰写了两篇论文,将这一概念在新达尔文主义的背景下正式化。新达尔文主义是查尔斯·达尔文自然选择理论的现代版本,结合了遗传学理论。十年后,这一概念引起了顶级学术期刊的关注。

《共生生物学的学科矩阵:统一可见与不可见的生命领域指导研究的概念进展》一文刊登在《科学》杂志(美国科学促进会的期刊)最近一期上。

博登斯坦博士与西斯博士及其他共生生物学网络成员共同撰写了这篇《科学》文章,认为其发表是一个分水岭时刻。共生生物学认为动物、植物和其他宿主是动态组合的相互作用或相互依赖的宿主和微生物细胞,就像宿主体被认为是自身相互作用细胞的动态组合一样,这些细胞形成了具有专门功能的解剖结构。

西斯博士是一名行为和微生物生态学家,于2015年加入医学院,研究宿主-微生物相互作用,以确定科学和医学能否有效地管理与母胎健康和疾病相关的微生物组。

微生物在塑造行为、免疫系统和消化方面至关重要,可以通过遗传或在社会互动中交换。了解微生物组的作用对于个性化医学和应对慢性疾病至关重要,因为微生物显著影响表型和健康结果。

西斯博士在韦恩州立大学的实验室正在研究人类繁殖的微生物生态学,以识别并最终管理早产的多微生物原因,以及动物的社会行为如何影响微生物组的结构和功能,这为解决人类疾病的关键问题提供了天然的动物模型系统。

“我们正在思考阴道微生物组是如何影响女性是否会早产,或者女性是否有细菌性阴道病,这显然会影响她们的生活方式,但也可能导致生育问题和妊娠问题,”他说。

个性化医学领域尤其可以从整合微生物组数据中受益,他强调了在诊断和治疗慢性疾病时考虑宿主基因组和微生物组的重要性,因为个体之间的相互作用可能不同,影响疾病的可能性和治疗效果。

无论是在本科生还是医生面前讲课,他在介绍共生体概念时都采用同样的方法。

“我会展示一张图片,我经常展示的是一个母亲和孩子的照片,然后说,‘请告诉我你在这里看到了什么’,”他说。“没有人曾经说过他们看到的是宿主和微生物细胞及等位基因的混合体。然后我会给他们一个他们可能已经见过的数据,即至少一半与你身体相关的细胞是微生物来源的,而99%与你身体相关的独特基因是微生物来源的。”

它们还塑造了行为,包括交流和气味产生,这对社会互动至关重要。微生物的存在影响表型,这是自然选择中的选择机制,他说。

不纳入这些信息意味着可能排除从医学角度有价值的资料。

“这并不意味着我们人类的每一种疾病都是由于体内微生物引起的,”他说。

“只有当产生这些表型的宿主能够传递这些基因时,这些基因才会跨代传递,”西斯博士说。“人们认为微生物组只是环境的一部分,我们只接触到某些环境中的种群或社区,它并不是可遗传的,因为它太易变而不具遗传性。但这里有两个可能的解释。一是我们从父母那里继承了大量微生物组,但在适当的发育阶段之前它们处于低相对丰度。另一种可能性是,至少在像我们这样的社交宿主中,在某些发育阶段互相互动时,我们实际上交换了对我们有益的微生物。如果我们不考虑这些微生物基因在竞争繁殖机会的宿主表型中所起的作用,我们就错过了很大一部分使动物或植物在竞争环境中成为其所是的因素。”

有些女性有细菌,但怀孕没有问题。“但另一些女性有相同的细菌,却会早产,这是全球新生儿死亡和发病率的主要原因。原因可能是这些细菌与其基因组的相互作用方式与其他具有不同基因组的个体不同。个性化医学将是这样一种方法,我们会说,‘我们知道哪些细菌可能有害,但这将取决于宿主背景基因组的不同。’”


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