科学家们刚刚开始发现一个由令人惊叹和奇异的微生物组成的完整世界。但要做到这一点并非易事。为了识别这些微生物并解开它们的秘密，科学家们不得不跳出思维定势，在一些非常奇特且离奇的地方寻找它们。
对于霍华德·休斯医学研究所和华盛顿大学的微生物学家 Joseph Mougous 来说，这意味着要将人们的口腔作为研究对象。
我们口腔中的微小细菌
我们的舌头和牙齿上栖息着数十亿计的微生物，其中许多从未在实验室中培养出来。口腔拭子证实了这些被称为“微生物暗物质”的微生物的存在，其中包括一类以相对较大的细菌为食的小型细菌。
研究寄生性口腔细菌
Mougous 和他的同事们开创了一种研究这些小型寄生性细菌的新方法，为这些微小生物的生活提供了新的见解。据该团队称，这些见解可能有助于开发人类健康疗法和理解我们口腔的微生物组。
什么是 Patescibacteria？
在2013年，一个研究小组提出了一个奇怪的超小型细菌群体的新名称。所谓的 Patescibacteria 附着在大细菌表面并寄生于它们，提取维生素等重要资源。已发现这些细菌生活在人类口腔中，但它们几乎在研究人员的任何搜索区域都能被发现。
分析 Patescibacteria 的决定
Mougous 和他的同事们熟悉这项工作，并希望了解这些生物如何生存，他们着手研究驱动 Patescibacteria 生活方式的分子机制。但此前没有人能够在实验室中培养 Patescibacteria。
Mougous 说，这就是它们被称为“暗物质”的原因，因为研究人员知道它们数量众多，但却无法对其 DNA 进行表征。
Mougous 说，它们“占所有细菌的很大一部分”，但“我们不知道它们的基因编码什么。”
检测口腔微生物的基因
在一篇于 9 月发表在《Cell》杂志上的论文中，Mougous 和他的同事们介绍了一种在新策略，用于在实验室中分离和繁殖这些微生物。该策略使研究小组能够识别并基因改造口腔中的 Patescibacteria，从而让他们对这些微生物的各种基因的作用有了一定的了解。
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显微镜下观察人类口腔细菌
首先，Mougous 和他的同事们将绿色荧光蛋白引入 Patescibacteria，以便在显微镜下更容易观察它们。引入这些蛋白质后，Mougous 和他的同事们观察到这些闪烁着绿光的细菌如何攻击、附着并在宿主细胞上繁殖。
Mougous 说：“在某种程度上，它们就像噬菌体一样，它们附着在细菌上的方式很相似。”
向 Patescibacteria 引入 DNA
接下来，该团队向 Patescibacteria 引入了新的 DNA，这使得 Mougous 和他的同事们能够观察细菌的行为如何变化，以及篡改它们的基因如何影响它们的运作。这揭示了哪些基因对 Patescibacteria 的生命周期是必需的。
Mougous 说，尽管他们仍有许多未知之处，但未来的研究人员可以以他的团队的基线为基础，将这些发现应用于人类健康和治疗领域。
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微生物暗物质如何影响我们
了解更多关于微生物暗物质的信息非常重要，原因有几个。对于其他类型的细菌，算法在预测特定基因功能方面做得相当好。但对于 Patescibacteria，情况并非如此，它们与其他微生物的差异如此之大，以至于研究人员在解读它们的基因构成时感到束手无策。
治疗的基因工具
除了建立我们对细菌知识的纯粹科学益处之外，更多地了解 Patescibacteria 的基因还可以为未来的人类疗法开发重要的基因工具做出贡献。例如，来自嗜热链球菌的 DNA 帮助科学家开发了基因编辑工具 CRISPR，而 Patescibacteria 中的某些东西也可能对科学家未来有用。
Mougous 说：“这是一笔巨大的、未被开发的 DNA 宝藏，它与其他我们无法研究的 DNA 非常不同。”
口腔微生物对口腔健康的益处
了解这些微生物对人类健康的许多其他领域也很重要。作为寄生虫，Patescibacteria 在其所处的微生物组中执行着生态功能，进行调节。例如，它们可能起到种群控制的作用，限制有害或有益细菌的传播。而这可能对我们的健康和福祉产生连锁反应。
Mougous 表示，由于研究中分析的 Patescibacteria 存在于人类口腔中，因此它们可能会影响我们的口腔健康。但需要进行更多研究才能完全了解这些微生物在我们口腔微生物组中的作用。
Mougous 说：“主要的发现是，我们使对这一大群与已知细菌高度不同的生物体的研究成为可能。”
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