《Cell》雜誌22篇微生物文章文章為微生物組領域瘋狂打Call!

本文轉載自「轉化醫學平台」,己獲授權。

引言近日,最新國際著名期刊《Cell》雜誌用了整個一期,刊登了二十幾篇關於微生物研究的文章,以「live in their world」為主題,其中包括我國科學家高福院士以及張永振研究員的重要評述文章。

?生命伊始?

地球上的生命是如何開始的?

也許電閃雷鳴、狂風驟雨讓無機物形成了極其簡單的有機分子,最終經過億萬年演化,造就了極其簡單的原初生命:一條RNA。

當然,這樣的科幻小說般的推論尚存在巨大的爭議。

能否解開生命起源的最初迷霧?

恐怕人類百思不得其解,苦苦追尋答案之後,仍然是一個未解之謎。自從一九五幾年芝加哥大學的煙酒生米勒(S.L.Miller)及其導師尤利(H.C.Urey)做了著名的但是爭議巨大的米勒模擬實驗(Miller-Urey experiment)之後,人類對於生命起源的好奇心正在一步步沉淪,逐漸喪失了探索生命起源的勇氣。

▲著名但爭議巨大的米勒實驗,大致是模擬地球原始環境(電、無氧、熱量)讓無機物變成有機物;圖中的兩位人物的照片是米勒(S.L.Miller)及尤利(H.C.Urey)(圖片改編自網路)

?微生物接管地球?

儘管人類不知道地球生命的起源如何,然而,有一件事情確是比較確定的:微生物在地球上統治了億萬年之後,人類的祖先才誕生!人類相比於微生物而言,在時間維度上,就如同一個剛出生的嬰兒,太嫩!

無論人類如何折騰,這個星球仍然可以稱作是一個微生物佔領的世界。

微生物什麼大風大浪沒有經歷過呢?什麼生死別離沒有體驗過呢?比如強大如恐龍一般的生物都已經滅絕了,而微生物還一直生存在地球上。海洋裡面、空氣中、山川河流中、土壤裡面、動植物的身上、熾熱的火山口、冰凍的南極等等,微生物無處不在,無孔不入。

而在人的身體中,微生物也無處不在,皮膚表面、口腔、腸道等等地方均有微生物。人類早在娘胎裡面就已經與微生物為伴(歡迎點擊Nature!胎兒到底有沒有細菌?),而我們的腸道裡面的細菌數量可能比人體的細胞數量還多。我們腸道中的微生物甚至與人類的一些疾病密切關聯(歡迎點擊《Nature》最新:耶魯大學發現腸道細菌竟然會遷移到肝臟,成為自身免疫疾病的罪魁禍首)。

?人類偷師微生物?

在以前,除了一些重大疾病或者傳染病相關的微生物比如給人類帶來毀滅性打擊的SARS病毒等等病毒性微生物,人們恐怕並不重視微生物對於人類的影響,尤其是抗生素出現之後,細菌感染對於人類的致命威脅已然解除(當然,抗生素使用過度造成細菌耐葯目前也是一大問題,而採用另一種微生物-噬菌體來抗擊超級細菌也已引起了許多研究人員的注意),人們並沒有完全意識到微生物對於人類的重要性。

事實上,微生物在不知不覺之中就已經顯示出強大的重要作用。

如今的許多生物醫學領域的巨大成就均是人類向微生物「偷師學藝」的結果,比如基因工程領域的病毒技術,例如慢病毒則是由艾滋病病毒改造而來;又比如在抗體領域發揮巨大作用的各種展示技術,例如噬菌體展示技術是從噬菌體學習而來;又比如,目前生物醫學領域最熱門的技術-基於CRISPR-Cas蛋白的基因編輯技術,也是人們依據一部分細菌對抗其敵人噬菌體的原理而改造得來。

?Live in Their World?

近幾年,科學界開始重視微生物,尤其是腸道細菌對人類的各個方面的影響。

最新的一期國際著名期刊《Cell》雜誌竟然破天荒地用了整整一期,幾十篇文章來專門聚焦微生物研究,為這一領域再燒上一把烈火。而他們的社論主題取名為:Living in Their World(活在他們的世界中),這裡的「他們」指的就是微生物。

▲最新的一期國際著名期刊《Cell》雜誌竟然破天荒地用了整整一期,幾十篇文章來專門聚焦微生物研究;這張圖片顯示的是人類腸道微生物的一張選擇性上色的掃描電鏡照片;而圖中非常顯眼的如同蔬菜秋葵一樣的綠色桿狀物是一種體積巨大的細菌,此前科學家們在一種叫做刺尾魚(surgeonfish)的熱帶魚身上發現(圖片來自CellPress)

而本期《Cell》雜誌社論中的一段文字也比較有意思:

我皺起了眉頭。

「它們只是細菌。它們不思考也不作計劃。它們只是…存在。」

」只是存在?它們做我們夢寐以求的事情。它們繁殖旺盛、強壯有力,它們可以通過化學物質和光線交談,它們可以組成團隊-哦,一支由它們組成的團隊。數百萬強大的(細菌)在一起完美工作。如果我們能夠這樣合作-哪怕是我們接近這樣的一種狀態-我們就將解決所有的問題。它們可以生活在海洋的底部。它們可以住在火山裡面。它們可以永遠活下去。」

---Robin Sloan,一個熱愛微生物的人

?簡單羅列一下?

?1.The Moving Target of Flu(禽流感)

?2.Microbiome Research in a Social World

?3.For Want of a Template(故事)

?4.Extreme Excitement about Archaea(觀點,古細菌)

?5.Tiny Microbes Inspire Modern Microbe Hunters toThink Big(觀點)

?6.From 「A」IV to 「Z」IKV: Attacks from Emerging and Re-emerging Pathogens(高福院士的重要評述文章,流感到寨卡病毒)

?7.Genomic Insights into Zika Virus Emergence and Spread(寨卡病毒)

?8.No Vacillation on HPV Vaccination(HPV疫苗)

?9.Using Metagenomics to Characterize an Expanding Virosphere(張永振研究員的重要評述文章,宏基因組)

?10.The Past and Future Biology of the Human Microbiome in an Age of Extinctions(人類相關的微生物組成已經改變)

?11.The Soil-Borne Legacy(土壤微生物)

?12.Major New Microbial Groups Expand Diversity and Alter our Understanding of the Tree of Life(新的微生物群體)

?13.The Human Gut Microbiome: From Association to Modulation(腸道微生物組)

?14.Multiscale Evolutionary Dynamics of Host-Associated Microbiomes

?15.Targeting Antibiotic Tolerance, Pathogen by Pathogen

?16.The Biology of CRISPR-Cas: Backward and Forward(CRISPR-Cas基因編輯三大牛中最低調的人物寫的綜述,不得不看)

?17.Contemporary Phage Biology: From Classic Models to New Insights(噬菌體)

?18.Subcellular Organization: A Critical Feature of Bacterial Cell Replication(細菌的複製)

?19.How to Build a Bacterial Cell: MreB as the Foreman ofE.coliConstruction(細菌的形態由什麼決定)

?20.Protein-Injection Machines in Bacteria(細菌的蛋白注射結構)

?21.Common Features of Enveloped Viruses and Implications for Immunogen Design for Next-Generation Vaccines(下一代疫苗)

參考資料:

http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)30169-7


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