What's The Difference Between Microbiome and Microbiota?
前段时间在一个学术交流群里看到有人提问Microbiome和Microbiota以及Metagenome之间的区别,回想了一下,Ken在上分子植物病理学的时候提了一嘴,当时听懂了,打算给人家解释一下,但话到嘴边又不知道该怎么说。
在网上搜了一下找到了一篇很棒的英文科普文章,作者是Leanne Edermaniger,尽管作者是以肠道微生物为例,但也很好的解释了biome和biota的区别,用于病理学大差不差。
我对原文进行了修改(删减和补充)和翻译,让建团师兄帮忙修正以后发了出来,提供给大家学习参考。
正文分界线
1 什么是biome?
动物、植物,甚至海洋和土壤都有自己的由特定居民组成的生物群落。
我们的身体不仅仅是我们自己的,还是大量微生物的家园。如果你让多数人来定义微生物组(microbiome),其中少数可能会说它指的是生活在特定地方的细菌生态系统,甚至可能提到肠道。
对于科学家来说,生物群落是一个由动植物群组成的生态系统。他们使用“微”这个词来表示这个生态系统是人眼看不见的。它主要由细菌,但也包括病毒、古细菌和真菌组成(还包括原生动物、卵菌等),在维持环境稳定方面发挥作用 。
人类微生物组(human microbiome)包含数以万亿计的微生物,这些微生物可以根据它们的位置分成多个小部分。当我们说肠道微生物组(gut microbiome)时,我们指的是存在于结肠中的微生物(及其基因)。
但微生物组不仅仅是人类的一个特征——动物、植物、土壤和海洋也有自己的特征。不管你怎么看待它 ,肠道微生物组都对人类健康起着重要作用。
(肠道微生物组)它是数万亿微生物细胞的家园,是我们生物学的重要组成部分,发挥许多生理功能,帮助保持肠道内壁的完整性,并保护我们免受疾病的侵害。
2 Microbiome与Microbiota
尽管这两个术语可以交换使用,但微生物组(microbiome)和微生物群(microbiota)之间还是存在细微的差别。
在许多情况下,比如在本文章下,微生物组(microbiome)和微生物群(microbiota)通 常是同义词,但认为它们是独立的实体是情有可原的。
简单来说,对于研究人员,存在一些微小但相关的差异,正如营养学家和临床神经科学家 Miguel Toribio-Mateas 解释的那样:“虽然它们经常交换使用,但微生物群(microbiota)是真正的病菌,而微生物组(microbiome)是病菌及其基因。”
相比之下,肠道微生物群描述了大肠中存在的不同的微生物群,包括细菌、古细菌和病毒。它与人类一起进化到今天,彼此受益。
肠道微生物群中存在多种类型的细菌。然而,虽然之前估计人体中的细菌数量是人类细胞的10倍,但现在认为两者的数量大致相同。
一些细菌是有益的,因为它们为健康提供了必不可少的功能,例如生产维生素或丁酸盐。当其他的菌具有多种重要功能时会被认为是益生菌,如双歧杆菌和乳杆菌。
我们也有少量的机会主义微生物,如果它们不受其他微生物群的控制,它们就有能力让我们生病。最后,还有许多共生微生物,它们是无害的并在生态系统中与生物和谐共处。
3 Microbiome定义:与基因有关
生物学中的微生物组(microbiome)的定义是指微生物和其基因(以及环境) ,而微生物群(microbiota)仅指微生物本身。如果你只想谈论环境中的所有基因,它被称为宏基因组——它也是科学研究中常见的兴趣来源。
换句话说,当我们定义微生物组(microbiome)时,我们指的是微生物和其遗传物质,以及它们如何对(不对)人体健康起作用的。请记住,病原体也会构成你的一些微生物组,而不仅仅是有益或共生的微生物。
4 所以什么是Microbiota?
肠道微生物群(microbiota)的定义是指在特定环境中按类型发现的微生物,包括细菌、真菌、病毒、原生动物和古细菌,其多样性因人而异。
生物学专家的任务是在生命之树中分配名称和分类单元(等级),因而不同的细菌具有由称为分类学的学科分支确定的特有名称。
例如,益生菌鼠李糖乳杆菌实际上是乳杆菌属,属于厚壁菌门,而厚壁菌门属于细菌(与植物或动物不同)。
不同的细菌生活在身体的不同部位,喜欢不同的食物,并执行不同的功能。口腔中的口腔微生物群,具有许多子类别(腋窝、鼻子、脚等)的皮肤微生物群,以及肠道微生物群——当然还有许多其他微生物群。
5 为什么Microbiome很重要?
肠道中数以万亿计的细菌对我们的健康、新陈代谢甚至对于疾病的预防具有深远的影响。
当我们听到微生物、细菌或病毒这些词时,我们往往会想到一些不好的东西,但并非所有这些微生物都会引起疾病。事实上,我们依靠它们来执行我们可能无法完成的功能。
我们肠道中的细菌有助于分解我们食用的植物纤维,因为我们的身体无法为这项艰巨的任务产生足够的酶。由此,他们将碳水化合物转化为有益的代谢物,如丁酸盐和维生素。
类比到植物中,植物的微生物群在植物的生长发育、抗逆性等方面发挥着重要的作用。
6 Remember
微生物群(microbiota)指真实存在的微生物,而微生物组(microbiome)指微生物及其基因(与环境)。
点击阅读原文 即可跳转原文章~
参考文献:
- Amon, P and Sanderson, I, What is the microbiome? , 2017
- Marchesi, J, R and Ravel, J., The Vocabulary of Microbiome Research: A Proposal, 2015
- Thursby, E and Juge, N., Introduction to the Human Gut Microbiota, 2017
- Ursell, L, K et al., Defining the Human Microbiome. 2013
除此之外,Leanne Edermaniger还有很多科普文章,可以用来学习英语哦~
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