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微生物学家在人类肠道中发现新型产甲烷古菌(Methane-Producing Archaea)物种

格拉茨医科大学的研究人员发现

New species discovered in human gut

Methanobrevibacter smithii DSM 861 (=PST), Methanobrevibacter smithii DSM 2375 (=ALI), Methanobrevibacter smithii GRAZ-2 和 WWM1085 的扫描电子显微照片。 来源: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2025). DOI: 10.1099/ijsem.0.006751

来自格拉茨医科大学、德国微生物菌种保藏中心(DSMZ,位于德国不伦瑞克)和伊利诺伊大学(美国)的国际微生物学家团队,在人类肠道中发现并描述了一种此前未知的产甲烷古菌物种:Methanobrevibacter intestini sp. nov. (菌株 WWM1085)。

此外,他们还分离出了一种新的 Methanobrevibacter smithii 变种,命名为 GRAZ-2。 科学家们朝着理解人类与microbiome之间相互作用的方向,迈出了重要一步。 该研究发表International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 杂志上。

肠道中未知的原始居民:古菌的特殊之处

古菌是与细菌和真核生物(即具有细胞核的生物,如动物、植物和真菌)并列的生命领域。 虽然它们在显微镜下看起来与细菌相似,但在许多基本方面存在差异:例如,在细胞膜、metabolic pathways和遗传特征方面。 古菌最初主要在extreme environments中发现,如温泉或盐湖,但在人体内,特别是在肠道中也存在。

产甲烷古菌,即所谓的产甲烷菌,是一个特别令人兴奋的研究领域:它们利用氢气和二氧化碳等简单底物产生甲烷,从而显著促进微生物的代谢过程——例如在反刍动物体内,以及在人类肠道内。 对它们的研究仍处于起步阶段,因为它们对氧气极其敏感,难以培养。

New species discovered in human gut

Christine Moissl-Eichinger 和 Viktoria Weinberger。 来源: 格拉茨医科大学

这一发现揭示了被遗忘的肠道 microbiome 世界

格拉茨医科大学互动 microbiome 研究教授 Christine Moissl-Eichinger 解释说:“我们的发现是理解人类 microbiome 如何运作的拼图中的又一块。” 虽然 microbiome 研究主要集中在细菌上,但古菌一直处于默默无闻的状态——尽管它们可能对人体内的关键代谢过程产生巨大影响。

Moissl-Eichinger 说:“长期以来,古菌一直被忽视。它们可能在肠道功能、微生物气体代谢,甚至某些疾病的发生或发展中发挥重要作用。”

通过结合最新的方法——包括特定的厌氧培养、高分辨率电子显微镜和全面的 DNA 测序——格拉茨研究团队能够从人类肠道中分离出这一类微生物的两个特殊代表:

新物种 Methanobrevibacter intestini WWM1085 在遗传和生理上明显不同于所有先前已知的物种。 它仅在严格的厌氧条件下才能生长,并产生甲烷和出人意料的大量琥珀酸,琥珀酸是一种与人体炎症过程相关的代谢产物。

发现的第二个菌株,一种被称为 GRAZ-2 的 Methanobrevibacter smithii 变种,表现出不寻常的特征:它产生甲酸,一种可能干扰其他肠道居民代谢的分子。

这两项发现清楚地表明,human gut中古菌的世界比以前认为的更加复杂和相关——并且在健康和疾病的进一步研究中具有巨大的潜力。

聚焦 archaeome:microbiome 医学的新途径

目前的研究显著有助于更好地理解所谓的 "archaeome" ——塑造人类 microbiome 的古菌的总和。 肠道菌群中这个鲜为人知的领域,可能为以前被忽视的微生物与健康之间的联系提供重要线索。

似乎只有通过对这些微生物进行特定的分离和培养,才能详细研究它们的特性和潜在的活性机制。"我们只能用培养的菌株进行特定的机制研究," 该研究的第一作者 Viktoria Weinberger 强调说。

"这对于更好地了解个体微生物在健康和疾病中的作用,以及长期开发治疗方法至关重要。"

Methanobrevibacter intestini 和 GRAZ-2 的发现,开启了archaea研究的新篇章,也为未来个性化的 microbiome 医学提供了新的视角。

更多信息: Viktoria Weinberger 等人, Expanding the cultivable human archaeome: Methanobrevibacter intestini sp. nov. and strain Methanobrevibacter smithii 'GRAZ-2' from human faeces, International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2025). DOI: 10.1099/ijsem.0.006751

由格拉茨医科大学提供