马里兰州巴尔的摩-抗生素可以使感染变得容易。但是它们如何影响组成我们微生物组的友好细菌的复杂生态系统?

卡内基的Will Ludington解释说：“当医生开出抗生素处方时，它会在您的胃肠道系统中进行多方面的实验，这对自然界中物种相互作用的分子原理有什么启示?”

Ludington和斯坦福大学的KC Huang领导的新工作着手回答这个具有挑战性的问题，并发现了一种新的抗生素耐受性形式。他们的发现具有重要的健康意义，由eLife发表。

这是Ludington使用果蝇微生物组来了解细菌群落中物种之间相互作用的几个研究前沿之一。它为探测天然细菌种群和人类微生物组提供了理想的环境。

人类微生物组是生活在我们内脏中的成百上千种微生物的生态系统。它影响我们的健康，甚至影响我们的寿命。但是，即使在正常条件下，也很难阐明构成我们微生物组的不同物种之间相互影响的各种方式。引入抗生素后，人们对这些重要社区如何影响生化水平的了解还很少。

这就是果蝇制作出如此出色的模型的原因。与人类微生物组不同，它仅由少数细菌组成。

斯坦福大学的主要作者安德烈斯·阿兰达·迪亚兹说：“我们真的想了解抗生素对特定生理过程的靶向作用如何影响社区内细菌物种之间发生的代谢相互作用和资源共享。”“这尤其重要，因为在自然界中，细菌生活在各种各样的社区中。”

果蝇微生物组的简单性使其成为揭示抗生素引入如何改变这种多物种生化相互作用的理想工具。

黄说：“我们发现肠道微生物组生态系统中物种之间的相互作用会影响抗生素杀死该社区中单个物种以及整个社区的新陈代谢的有效性。”

研究人员证明，当一种来自果蝇微生物组的细菌(称为乳酸杆菌)(也存在于酸奶中)与产醋的蝇细菌(即醋杆菌)一起生长时，就不易被抗生素杀死。

这是被称为抗生素耐受性的现象的新发现类别，这意味着当一起发现时，细胞死亡的速度比单独发生时要慢得多。耐受可能是危险的，因为这种延迟增加了对抗生素产生完全耐药性的风险。

Ludington解释说：“通常，当细胞响应抗生素暴露而减慢其新陈代谢时，就会产生耐受性。”“但是在这种情况下，耐受性实际上与新陈代谢增加有关。”

事实证明，醋杆菌会消耗乳酸，而乳酸是由邻近的乳杆菌作为废物排泄的，这对两个物种都具有适应性优势，并触发了研究小组发现的耐受性。

加州大学伯克利分校的本杰明·奥巴迪亚(Benjamin Obadia)说：“我们还不知道它到底是如何发生的，但是我们认为这两种细菌都'知道'另一种类型的细胞何时存在并做出适当的反应。”“这些机制可能是从在一起生活而来的，如果我们单独研究两个物种，我们将不会看到它们。”

研究小组的工作表明，微生物组可以成为一种重要工具，可以从生化角度了解自然界中细菌群落之间的关系。

Ludington补充说：“这也表明，只要开了抗生素，就应该考虑肠道微生物组的健康。”

研究支配物种间相互作用的原理是充分了解大小生态系统的关键，而微生物组是探索这些问题的关键工具。

Ludington，Huang和另一位斯坦福大学的研究员生物学家Lucy O'Brien之间最近发表的另一项合作开发了新技术，以可视化鲜活果蝇的内脏。它被称为Bellymount，它使他们首次观察到了活着的果蝇肠道中的单个细菌细胞。

Ludington在发表在《 PLOS Biology》上的论文中说：“通过实时观察微生物组，我们能够测量其动态。”