我们可以和我们的细菌一起工作来阻止感染吗

抗生素对人类和动物健康的益处是无可争议的。然而，随着微生物对抗微生物药和其他药物的抵抗力越来越强，科学家们已经开始对不断增长的超级细菌危机的新解决方案感兴趣，包括使用防御性微生物和粪便移植。在新的研究中，牛津大学的科学家们已经开发出一种基于实验室的方法，可以快速地在宿主和细菌之间建立积极的共同依赖关系，称为“共生”。这些实验室开发的细菌关系证明了微生物如何与宿主一起预防感染。

防御性宿主 - 微生物关系在植物和动物(包括人类)的自然界中普遍存在。互惠互利来自受益于细菌保护的宿主，然后细菌受益于宿主是一个健康的生活环境 - 允许它随着时间的推移进一步积累。

在发表在“进化快报”上的一项研究中，牛津大学动物学系的科学家们与巴斯大学合作，测试这些防御性宿主 - 微生物“共生”是否可以从头开始进化，以防止有害和传染性寄生虫的侵袭。

该团队追踪了线虫蠕虫宿主和肠道细菌(粪肠球菌)的进化，这些细菌具有防止更多致病性细菌感染的潜力。在短短几周的进化过程中，蠕虫和肠道细菌的变化导致物种协同工作并最终形成一个互利的联盟，保护它们免受寄生虫的攻击。仅在宿主和肠细菌在寄生虫存在下共同作用时才能看到这种效果。

该论文的第一作者，动物学系的博士后研究员Charlotte Rafaluk-Mohr博士解释说：“我们的研究表明，当微生物和宿主一起进化时，肠道微生物的保护是一种有益的，可以得到加强和回报。。细菌进化成为更具保护性，并且宿主进化进化以允许更多的粪肠球菌定植。允许保护性细菌定居和帮助的进化可能是防御传染病的常用手段。

在这项研究与其他细菌共生研究之间的差异中，Rafaluk-Mohr博士说：“就其本身而言，形成共同依赖关系的宿主和细菌并不是一个新概念。然而，我们的研究是第一个从头开始建立这种关系的研究。一些“共生主义”在获得任何防御性利益之前需要多年的进化历史，但在我们的案例中，这种关系是在实验室中在几周内形成并形成的 - 之前宿主蠕虫和细菌完全是外来实体。

为了解防御性共生最有可能在自然界中发展，该团队与巴斯大学的Ben Ashby博士一起研究了共生宿主和细菌的数学模型。模型预测，如果保护太低，那么窝藏细菌的宿主几乎没有好处，但如果保护太高，那么其他微生物可能会被消灭，从而无需保护。因此，当微生物提供适度的保护时，“共生”最有可能发展。

了解宿主与其“好细菌”之间防御关系的起源和维持是进化生物学家的迫切问题。该团队发现，关系进化的速度可以在其整体成功中发挥重要作用，也可能在其作为人类健康治疗的潜在用途中发挥重要作用。正如Rafaluk-Mohr博士所解释的那样：“我们的抗生素无法治疗疾病的问题日益严重，我们的研究表明，使用和工程'共生'有可能通过预防寄生虫引起的感染而使人受益。 “该研究还表明宿主和微生物遗传背景的相互作用可能在这些宿主 - 细菌防御关系的建立中发挥作用，

牛津寄生虫生物学高级作者兼副教授Kayla King博士补充说：“整个人体和动物体内外均有微生物覆盖。这些细菌中的许多可以通过保护我们(它们的宿主)免受有害寄生虫的攻击来提供帮助。基本上，一种轻微的寄生关系发展成为互利的。

“通过资助进一步研究，我们打算研究宿主如何让这些保护性细菌在其内部定殖，以及它们如何支持这种相互作用。是主机的免疫系统不针对良好的细菌或者主机主动选择好菌的微生物除其他?

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