2014年1月19日 星期日

生態的和演化的力量形塑人類腸道微生物體的生物多樣性
人類腸道寄居移居了為數眾多的至少一百兆個以上的微生物細胞的族群,它們集體的總集合叫做人類腸道微生物體,它們集體的基因體的總集合叫做人類腸道微生物基因體。這個人類腸道微生物體和人類腸道微生物基因體,是演化進化的物競天擇演化了的壓力,作用在人類宿主和微生物細胞的層面上的反應的結果。生態學的原則原理控管人類腸道中微生物生物多樣性的型塑。
人類腸道是一個營養豐盛的溫暖的環境,它包裹了寄居移居了為數眾多的數目至少一百兆個以上的微生物細胞的族群,這個數目巨大的微生物細胞的族群棲息在我們人類的大腸結腸之中,它們的密度達到每西西十的十一次方至十的十二次方個微生物細胞,這是已知的任何的微生物細胞的棲息地中密度最高的。至公元2006年機居住在我們地球上的總人口數目大約是六十五億人,我們人類總共一起,代表我們人類腸道,可以提供十的二十三次方至十的二十四次方個微生物細胞的貯藏窩。這個數目比全世界的海洋中大約會有十的二十九次方個微生物細胞,要少上十萬倍。我們人類腸道和其他的脯乳類動物總共一起,建構組織成一個生物星球地球上重要重大的微生物細胞的族群棲息的場所。我們剛剛出生的時候是無菌的,所以群聚到我們人類腸道的這些微生物細胞的族群一定是來自於外在的世界環境。我們生物星球地球上微生物族群的生物多樣性是巨大的,已知的已經被發表描述的,細菌有五十五個分枝菌種,古菌有二十三個分枝菌種,然而大多數的微生物的生物多樣性仍然尚未被開發出來。人類腸道是相當地例外,演化進化的物競天擇演化了的壓力,削減了外在的世界環境的微生物族群的生物多樣性,因此在成年人腸道的微生物中,只有兩個細菌菌種特別突出突顯,這兩個細菌菌種是BacteroidetesFirmicutes兩個菌種,而古菌特別突出突顯的菌種,則只有一個菌種特別突出突顯,這枝特別突出突顯的古菌菌種Methanobrevibacter smithii菌種,被寫下錄入人類腸道微生物基因體的微生物,一定服膺適者生存存活的演化進化的指導法則,這些被寫下錄入人類腸道微生物基因體的微生物,一定願意希望生存生活在人類腸道的環境中。
諾貝爾獎公元1958年生理醫學獎得主Joshua Lederberg在公元2000年的一期科學雜誌的一篇感染症的歷史( infectious disease history)文章中,提出要用更寛廣寛擴的眼光觀看我們人類和微生物的關係是非常重要的,他首先提出超級生物體(superorganism)的觀點和看法。用這個觀點,我們人類是一個超級生物體(superorganism),我們人類是一個超級微生物體(supermicroorganism)。我們人類是我們有核的(eukaryotes)人種細胞 (H. sapiens cells)和原核的微生物細胞(prokaryotes microbial cells)的融合體(amalgam)形成我們人類這個人類超級生物體(human superorganism)。我們人類腸道是研究人類微演化(microevolution)的一個自然實驗室(natural laboratory)。我們目前手上已經有實驗和運算的工具,能用來非常完整地界定我們人類腸道微生物體的生物多樣性,能用來揭開了人類腸道微生物基因體的基因含量和基因的內涵。能用來開發由超過人類基因數量一百五十倍以上的,人類腸道微生物基因體的基因集體編碼轉錄轉譯成蛋白質,進行所有的新陳代謝功能的總集合,形成的新陳代謝體(metabolome)。這個新陳代謝體開發的結果,足以顯現在人類宿主有核細胞和原核的微生物細胞之間,原核的微生物細胞和原核的微生物細胞之間的,緊密的密切的互利共生、共存共融、共存共榮、互利多贏的動態的和諧的平衡恆定(homeostasis)關係之下的,運轉運作的法則原理(principles of operation)。這樣的開發可以讓我們更清楚的了解,如何應用生態學的和演化的前瞻性的觀點和視野(ecological and evolutionary perspective views),以及生態基因體學(ecogenomics)和演化基因體學(evo-ecogenomice)的前瞻性的觀點和視野(perspective views),來更深入的更宏觀的探討研究致病菌的致病機轉和致病機理機制(pathogenesis of pathogens)。讓我們可以更清楚的了解,更深入的更宏觀的探討研究,我們人類身體中與生俱來的微生物社群的功能(functions of indigenous microbial community),和它們之間以及和我們人類宿主之間和諧運轉運作的原理法則。



沒有留言: