人体是大约39万亿微生物的家园，它们的数量比我们自身拥有的细胞还要多。
科学家比来在人体微生物群中，发现了全新的生命形式——CPR细菌。它们看起来是如斯的生疏，是科学家以前从未碰到过的。
更主要的是，这些正在改写人类生命之树的微生物“暗物质”，或者会对我们的健康发生深远影响。
法国巴黎皮埃尔和玛丽居里大学的进化生物学家埃里克·巴普泰斯特正在寻找某种新的生命形式，一种与我们以往所知完全分歧的生命形式。
他认为，奇异的生命形式并纷歧定远在海角——只有在火星泥土中或月球海洋中才能找到，它们或者近在面前，就存在于我们的身体里，只是它们像暗物质一般，一向没有被发现。
“生物学老是布满了惊喜。”巴普泰斯特说，“我们并没能对世界上所有DNA进行彻底的普查取样，是以，寻找和发现罕见奇异生物仍然大有可为。”
或许有人会认为，巴普泰斯特的起劲将徒劳无益，究竟，我们已经进入了2010年月，而不是1710年月，生物学家要在地球上再次发现新的生命分支已并非易事，更不消说是在我们熟悉的人体情况中了。
然而，他们错了。
微生物是生命催化剂
人体是大约39万亿微生物的家园，比我们人体自身拥有的30万亿细胞还要多。仅在我们的皮肤外观，每平方厘米就生存有约10亿个微生物。
本年早些时候的一项研究发现，多达2000种分歧的微生物物种在人类肠道内繁衍生息。
多年来在我们的认知里，细菌都是有害的，是以我们一向都很憎恶这些微生物。但如今我们知道，我们身体里的很多微生物实际上是我们的“盟友”，它们与我们的健康互相关注。得益于新的科学手艺，我们如今可以空前未有地看到这小我体“动物园”的细节详情。
几十年前，微生物学家还只能在实验室里培育微生物，来确定它们的身份、研究它们的感化。但大多数微生物无法经由这种体式培育和剖析，这极大地限制了我们对微生物王国的认识历程。
现在，我们能够行使宏基因组学测序来解决这个问题，一些新手艺能够凭据微生物的DNA来确定其身份，只需要少量人类渗出物的样本就行，而不需要在培育皿中培育细菌。
一旦确定了微生物的DN..段，我们就能够经由较量机软件，用这些片段来重建某种细菌的整个基因组。研究人员用这个方式，几乎每个月都能发现那些生活在我们体内或身体外观的新的未知微生物。
这些新发现偶然还会给我们带来意想不到的惊喜。美国加州大学伯克利分校的吉莉安·班菲尔德和纽约康奈尔大学的露丝·莱伊几年前发现了一种生存在人体肠道内的全新微生物群，这种新发现的微生物是蓝藻菌的近亲。蓝藻菌是对复杂生命进化至关主要的一种微生物，研究小组以希腊神话阴郁水域女神的名字将这种新发现的微生物定名为 “美莱娜菌”。
蓝藻菌是已知独一一种能进行产出氧气的光合感化的有机生物体。
植物能进行光合感化，恰是因为它们的细胞中连系了这种蓝藻菌。蓝藻菌的这种演化改变了地球大气的构成，从而为复杂生命的降生摊平了道路。但蓝藻菌是若何进化的，至今仍是一个谜，首要是因为我们一向没能找到与它相关的微生物。
美莱娜菌填补了这一空白。微生物学家和地质学家为此提出，发生氧气的光合感化是在地球生命进化相对较晚的时间段里显现的。
更主要的是，美莱娜菌对于人体健康起着十分主要的感化。2018年的一项研究揭示，帕金森病患者肠道中的美莱娜菌数量比健康人要少得多。美莱娜菌在与蓝藻菌的竞争中占了优势，从而起到了珍爱我们的感化。
CPR细菌：第四种生命形式
地球上已知的三种生命形式为：真核细胞生物（包罗我们熟悉的动植物以及微小的原生动物）、原核生物（单细胞生物体，包罗细菌）和古生菌。
跟着研究的深入，研究人员猜测，我们的身体里有或者还生存着第四种全新的生命形式。
我们的身体里生在世很多看起来像细菌一般的微生物，但实际上它们属于“古生菌”。古生菌平日只存在于一些极端情况中，如温泉和海底热液口。人体一度被认为不是这种简洁生物体合适的栖息地，但客岁一个研究小组在申报中称，在人体阑尾和鼻腔通道中发现了大量的这种古生菌。
巴普泰斯特和他的同事对人体渗出物样本进行基因测序后发现了分歧平常的DNA，供应了第四种神秘生命形式存在的线索。
早在2010年，一个研究小组在人类口腔微生物组里发现了属于罕有细菌TM7和SR1的基因物质。几年前，科学家在泥炭池沼和河流沉积物中也离别发现了TM7和SR1。
2013年，一个研究小组从一个污水处理场收集到了TM7的完整基因组。由班菲尔德向导的另一个研究小组也从地下水中获得了TM7和SR1的完整基因组。他们发现，这种生物体的基因组小得令人诧异，大约只有大肠杆菌基因组的四分之一巨细，如斯小的基因组似乎贫乏自力生命存在必弗成少的一些基因，这或许意味着这些微生物或者只有在与其他细胞共生的生态情况下才能生存下来。
科学家发现新生命形式：较大细菌边上是新发现的超小细菌
近年来，研究人员络续获得更多关于这些奇异微生物的信息。2015年，班菲尔德的研究小组在电子显微镜下发现，这些微生物小得令人难以置信，单个细胞的长度只有几百纳米（1纳米即1毫微米，为十亿分之一米）。令生物学家诧异的是，它们虽很小，但仍然拥有细胞的正常功能。
在此之后，研究人员有了更多意想不到的好新闻。班菲尔德和她的同事对近800种细菌（包罗TM7和SR1）的小基因组进行了研究剖析后发现，这些细菌都属于新生命树图谱中的一个神秘分支，叫做候选门辐射类群（简称CPR）。据班菲尔德和她的同事猜测，CPR或者占了细菌多样性的一半之多。
我们体内似乎生存着一些非比平常的微生物。“这是我们方才才熟悉到的新的生命形式，一种拥有极小基因组的超小细菌。”华盛顿大学的杰弗瑞·麦克林说。这种或者被界说为第四种生命形式的CPR细菌，更新了我们对生命树图谱的熟悉，也将对我们认识人体微生物发生深远影响。
事实上，人体内已经发现了三种CPR细菌，即离别在人体口腔、肠道和..内发现的TM7，SR1和GN02。现在我们知道，在尼安德特人体内也存在这些微生物。研究人员从4.8万年前尼安德特人牙齿矿物质沉淀物中，发现了几种CPR细菌菌株，个中包罗我们称为TM7x的CPR细菌。
这些细菌在我们体内究竟干了些什么呢？实情起头浮出水面，但并不是什么好新闻。
CPR细菌在微生物群落中所占比例平日不跨越1%，但某些疾病患者的体内，它们的数量会激增，包罗炎症性肠道疾病。在严重牙龈疾病患者中，20%的人的口腔细菌群落中含有CPR细菌。但这些神秘的微生物真是导致这些健康隐患的祸首祸首吗？为回覆这个问题，哈佛大学福赛斯研究所的麦克林等研究人员决意进一步视察它们的行为。
麦克林向导的研究小组对从人体口腔中获取的TM7细菌进行培育，以便在显微镜下对这种微生物的生物学机制和行为进行细心视察。迄今为止，TM7x菌株是独一成功培育的CPR细菌。
细菌的共生机制及与疾病的关系
或许恰是因为被CPR微生物寄生，才让某些细菌拥有了避免被免疫系统发现的能力。但今朝这还只是一种推想，未经实验证实。
CPR细菌的培育不那么轻易。麦克林和他的研究小组发现，TM7x菌株似乎只能和一种口腔细菌“龋齿放线菌”放在一路才能培育。显微镜下的培育物研究显露了这两种微生物的共生关系：微小的TM7x细胞寄生于较大的龋齿放线菌上。
微生物的这种寄生机制在大天然中并不罕有，但人体内一种细菌寄生在另一种细菌身上，则是首次被发现。
麦克林等人有证据表明TM7x可以杀死龋齿放线菌细胞，但它们的这种寄生关系却新鲜而复杂。有意思的是，当龋齿放线菌被TM7x寄生时，它们同时也获得了一种新的能力：避免被我们体内的免疫系统检测到。
这或许能够注释CPR细菌和一些疾病之间的关系，包罗牙龈炎和肠道炎症等。
“CPR的发现是一个大惊喜，”巴普泰斯特说，这一发现或者具有主要意义。究竟，我们方才才发现体内有一些微生物属于之前未知的一种生命分支，谁又能知道我们体内是否还隐蔽着更多其他未知生命形式呢？
但巴普泰斯特同时指出，我们要面临的实际是，要确认这些生命形式的存在并非易事，并且需要时间。“发现新的生命形式比在已知生命形式中找到更多物种更难题，这将是一个漫长的索求过程。”他说。
“微生物森林”的生态系统
在我们的身体外观和体内，生在世多样化的细菌群落，它们的种类和数量之多，超乎我们想象。它们就像是一个细菌森林，交互感化并形成一个复杂的生态系统。
这种交互感化在三种首要生命形式中进行：真核生命、原核生物和古生菌。研究表明，在我们的肠道内，真核微生物假丝酵母匡助分化饮食中摄入的淀粉，释放瘤胃球菌发酵的单糖，然后经由细菌发酵发生甲烷短杆菌——一种在人体渗出物中大量滋生的古生菌。
“这些细菌发生的副产物和废料成为其他微生物的营养起原，这个生态系统只有经由细菌互相之间的依靠关系才起感化。”美国加州大学伯克利分校的吉莉安·班菲尔德说。
这种互相依存关系有时也会触发疾病。例如，当口腔细菌被新鲜的微小细菌寄生时，它们似乎会结合起来一路隐匿免疫系统的监控，从而导致疾病。但人体微生物也能起到对健康有益的感化。例如，口腔里的白色念珠酵母菌可引起令人憎恶的传染，但经由与具核梭杆菌的交互感化，酵母菌就能连结相对良性状况，不会对免疫细胞组成太大杀伤力。
对微生物的交互感化认识得越多，对于因微生物病原体导致的疾病就能找到更多的治疗方式。抗生素曾对人类健康起到了伟大感化，但同时也是一把双刃剑。“它们往往不分敌我，会杀死体内大多数细菌，而不光仅是我们要对于的致病菌。”哈佛大学福赛斯研究所的微生物学家说。
我们或许能够损坏特定病原体与微生物群落中其他物种之间的主要生态互相感化，来对于特定方针。微生物学家的设想是，行使与病原体共存的微生物群的力量，来对某种特定疾病进行治疗。
作者：宇辰 编译
编纂：金婉霞责任编纂：樊丽萍
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