科学家刚刚揭示了入侵细菌是如何在哺乳动物肠道中长期进化的。Gulbenkian de Ciência研究所进化生物学实验室的首席研究员Isabel Gordo说:“这是第一个在没有抗生素的情况下，在一年多的健康菌群中评估细菌进化的研究，相当于6000代微生物。”这篇发表在著名杂志《自然通讯》上的论文，揭示了可以用来预测和防止致病菌定植或抗生素耐药性的重要数据。
论文第一作者NELSON FRAZÃO
我们的身体在一生中会经历几次变化。与我们生活在一起的微生物也是如此。毕竟，这些构成了我们有机体中很大一部分细胞。但是与组成我们组织和器官的细胞相比，这些微生物分裂得非常快，使得它们的遗传物质(突变)中偶尔出现的错误更为常见。这些错误推动了微生物的进化，并解释了它们引起疾病的可能性。
大多数关于细菌进化的研究都是在活体生物之外进行的，或在用抗生素治疗过的动物模型中进行的，这并不能模拟自然和健康的环境。除此之外，很少有研究评估微生物是如何进化超过一个月的。由于这些原因，细菌在健康宿主上的长期进化方式仍然是一个悬而未决的问题。
来自Gulbenkian研究所Ciência (IGC)的研究人员研究了一种入侵菌株的进化，这种细菌在小鼠肠道中存活了6000多代。在一年多的时间里，他们小鼠的粪便中分离出细菌，以评估它们遗传物质的变化。最后，作者表明，当一种新的细菌在哺乳动物的肠道中定居时，它会以两种方式进化:1)通过产生一系列代谢突变来改变它们消耗营养的能力;2)通过整合来自其他微生物的遗传物质。
在研究过程中,基因和功能不同的版本出现了，有不同的能力来适应不同的环境。这些相同细菌的变种在宿主的肠道中共存了数百万代。然而，这种共存可能被具有特定特征的细菌的优先固定所覆盖，特别是当这些细菌出现有益的突变时。这发生在所有小鼠身上先天的的一种常住品种大肠杆菌，竞争推动了两种菌株的进化。具体来说，入侵菌株通过噬菌体(感染细菌的病毒)的作用从驻留菌株获得遗传物质。
当细菌以一种稳定的方式整合来自病毒的遗传物质时，它们就更适合在肠道中生存。然而如果病毒繁殖，它们最终会死亡。研究人员已经表明，奇怪的是，在宿主肠道内定居5到16个月后，入侵大肠杆菌因为它能抑制病毒的繁殖，所以死亡数较少。这意味着细菌进化到“驯化”细菌病毒，保留它们带来的好处，但摆脱相关的成本。
IGC博士后Nelson Frazo是这篇论文的第一作者，他说:“发现细菌在肠道中使用如此多不同的过程来进化，这真的令人兴奋。”这项工作为预见我们体内细菌的进化铺平了道路。研究人员总结说:“通过了解细菌的长期进化，我们可以预测甚至避免抗生素耐药性或致病菌在肠道的定位点，这些细菌会阻碍某些治疗的成功，并可能导致死亡。”
文章标题
Two modes of evolution shape bacterial strain diversity in the mammalian gut for thousands of generations
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