人類腸道是微生物、細菌和真菌群落的家園。 （存在Shutterstock）
人體是一個複雜的有機體，由數万億個細胞組成。 但並非所有這些都是人類——其中大約一半是真菌、微生物和細菌。 科學家們開始了解這些群落（被稱為微生物組）是如何以及為何發生的 對各種身體系統的功能至關重要.
在這集 對話周刊，我們採訪了三位研究腸道微生物組的專家：一位胃腸病學家、一位神經科學家和一位生物工程師。
他們的研究考慮了這些微生物組的重要性、微生物組與健康之間的關係，以及合成工程微生物如何有望帶來新的治療形式。
健康領域的合作夥伴
克里斯·達曼 (Chris Damman) 是華盛頓大學的胃腸病學家和臨床副教授。達曼研究腸道（從頭到尾的消化系統）中的微生物組如何與其他身體系統進行交流。 他特別關注腸腦軸。
達曼指出腸道微生物組的重要性，它“在消化我們的食物中發揮著極其重要的作用。 我們的胰腺、肝臟、胃和唾液腺會產生強大的酶。” 他解釋道。
“但是我們身體產生的酶的作用有限。 因此，小腸的最後一部分，嗯，還有大腸，結腸……在那裡，微生物群就像我們的健康夥伴一樣，將纖維轉化為丁酸鹽和其他短鏈脂肪酸等物質。”
研究腸道微生物組的組成和平衡開始揭示它與各種神經系統疾病之間的聯繫。 佛羅里達大學即將入學的博士後學者 Andrea Merchak 研究腸道生物群落對各種條件的影響以及受各種條件的影響。
“患有多發性硬化症的人將擁有與診斷時完全健康時不同的微生物組，然後在疾病的晚期階段，該微生物組將會發生變化。”
默查克指出，由於病情的進展，多發性硬化症使科學家能夠研究腸腦軸。
“這種情況發生在很長一段時間內，這意味著我們有很長的時間進行干預，也有很長的時間來嘗試阻止正在發生的事情，”默查克說。 “當一個人第一次被診斷出來時，他們不一定處於嚴重殘疾的階段……我們可以及早發現並嘗試阻止它。”
工程生物群落
隨著科學家更多地了解腸道生物群落及其與疾病的關係，他們也開始尋找影響腸道生物群落組成的方法，以產生不同的、更健康的結果。
密蘇里州聖路易斯華盛頓大學的生物工程師 Tae Seok Moon 研究如何在腸道內應用合成生物學。 他正在開發可以幫助調整腸道生物群落及其內部各種微生物群落組成的傳感器。
“我想做的是，有一些酶可以分解或合成血清素，”他說。 “作為對血清素水平的反應，細菌能夠通過產生一種酶來控制血清素的濃度，如果血清素水平過高，該酶會分解血清素。”
科學家們正在研究如何操縱腸道生物群落來幫助解決各種問題，但默查克指出，這並不像聽起來那麼簡單。
“我們知道，如果你改變飲食，就會改變腸道微生物群的組成。 因此，最終，如果我們發現了我們認為對廣大人群有希望的有益細菌，那麼一般來說，我們將需要改變飲食習慣，以維持這些人群的生存。”
關於作者
內哈爾哈迪, Science + Technology 編輯兼 The Conversation Weekly Podcast 的共同主持人, 談話 和 門德·馬里瓦尼，製片人，《對話周刊》
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