近日,上海交通大学医学院公共卫生学院王慧教授等人,针对结直肠癌患者肠道菌群的“四界”微生物组进行多中心队列研究。科研人员整合了全球8个国家(地区)的结直肠癌队列,共1368例标本的宏基因组数据,不仅发现了可用于结直肠癌诊断的单界别微生物菌株标志物(27个细菌、20个真菌、20个古菌和21个病毒物种),还首次发现了准确性更高的多界别最小核心菌群(11个细菌、4个真菌和1个古菌)。人们以往对病毒、细菌、真菌认知较多,而对古菌了解甚少,下面我们就来聊聊它。
古菌,又称古生菌,是一类单细胞微生物,也可能是最古老的生命体,因其奇特的生活习性和与此相关的潜在生物技术开发前景,长期以来一直吸引着人们的注意。古菌多生活在高温、强酸、高含硫的极端生态环境中,如海底火山口附近,它们既具有原核生物(细菌类)的某些特征,如无核膜及内膜系统,也有真核生物(真菌类)的特征,如RNA聚合酶、DNA内含子并结合组蛋白。此外,它还具有既不同于原核生物,也不同于真核生物的特征,如古菌细胞膜中的脂类由甘油醚构成,而非甘油酯。
古菌的形状、种类多样,最有代表性的主要有以下几类。1)极端嗜热菌:能生长在90℃以上的高温环境中,多为异养菌,能将硫氧化以取得能量;2)极端嗜盐菌:生活在高盐度环境中,如死海和盐湖中;3)极端嗜酸菌:能生活在pH值小于1的极酸环境中,同时能耐高温;4)极端嗜碱菌:多生活在盐碱湖或碱湖、碱池中,pH值多为8~10,甚至可达11.5以上;5)产甲烷菌:是厌氧古菌,能利用CO2将H2氧化生成甲烷,同时释放能量。
因古菌主要生存在不适宜人类生存的极端环境中,故通常对人类无害,又因其特殊的基因结构、生命过程及产物,对人类解决一些重大的问题有很大帮助。仅以环境工程中的应用为例,产甲烷菌在粪便或污水处理中,可与水解菌和产酸菌等协同作用,将有机物降解成CO2、H2、乙酸,并产生有经济价值的清洁燃料和生物能源——甲烷。另外,加强古菌对极端性质废水,如高盐分、酸(碱)性、超高温(低温)废水处理的研究,变废为宝,有利于改善我们的生存环境,为子孙后代造福。
湖南省儿童医院
主任检验师 莫丽亚