说到生物多样性高的生态系统，很多人会想到雨林。但是，要想找到一个物种种类繁多的生态系统，不一定要大老远跑到雨林里，只要看看你的肠道就行了，肠道环境中还有一个由很多肠道微生物组成的复杂生态系统。说到肠道微生物，最广为人知的就是肠道细菌，但既然是生态系统，必然有肠道细菌的天敌。
最近发表在《自然微生物学》上的研究指出，除了肠道细菌之外，还有大量的病毒——噬菌体感染我们肠道中的细菌，而这些噬菌体大多是新品种(Nayfachet等人，2021)。
图/WIKIPEDIA
肠道微生物群
人体肠道内栖息着许多微生物，包括细菌、真菌和病毒。这些微生物的种类和数量非常多。单看细菌，肠道内有上千种细菌，细胞总数可达100亿个。这种数量庞大、种类繁多的微生物在我们的肠道内构建了一个极其复杂的生态系统，这个生态系统也与我们的健康密切相关(Nayfachet等人，20201)。
起初，人们以为肠道微生物的功能只是帮助消化食物。但最近发现，肠道微生物对人体有着深远的影响，从免疫、消化到神经等。这些都会受到肠道微生物的影响。在免疫部分，肠道内的益生菌不仅能抑制坏菌的生长，还能分泌细胞因子帮助免疫细胞识别和消灭坏菌。消化部分，肠道细菌不仅可以产生一些人体需要的维生素，还可以帮助代谢一些我们无法消化的物质；神经系统的影响更有趣。我们的大脑与肠道有着密切的联系，这种联系被称为“肠脑轴”。最近发现，肠道细菌可以通过交感神经与大脑沟通，进而影响人的行为和情绪。总之，随着对肠道细菌的研究越来越多，人们发现它们对人体健康是如此重要。
人体内细菌示意图。图/Pixabay目前科学家对肠道微生物中“细菌”的研究最多，但如前所述，肠道是一个复杂的生态系统，不仅仅只有细菌。事实上，有大量的病毒栖息在我们的肠道中，这些病毒可能与我们的健康密切相关。因此，最近发表在《自然微生物学》上的研究利用全基因组学[注1]对肠道病毒进行大规模测序分析，希望能更多地了解我们身体中这些奇怪的“邻居”(Lynchet al .2016)。
010年至1010年，研究团队首先从全基因组公共数据库中选取了11810份人类粪便样本的测序结果，这些样本来自61项不同的研究，其中样本包括来自24个不同国家的人，研究对象包括各种年龄、生活方式和疾病状态。
在对这些通用基因组数据进行初步分析后，研究人员找出了189680个病毒相关的基因组，进一步分析表明，这些基因组涉及54118个病毒。在与所有病毒数据库进行比较后，他们发现这些病毒中有92%是新物种，这些病毒可以编码超过45万种不同的蛋白质。
此外，研究人员还发现，在这5万种病毒中，75%以上是噬菌体，这与人类肠道基因组学此前的许多研究结果一致。然而，这一结果并没有让研究团队感到意外。毕竟噬菌体是一种专门感染细菌的病毒。作为细菌的天敌，出现在大量细菌生存的肠道生态系统中是很正常的。
典型的噬菌体结构。图/维基百科在知道大部分病毒都是噬菌体后，研究团队接下来想知道这些噬菌体的主要猎物是什么细菌？他们的分析方法是将细菌中的CRISPR序列与噬菌体的DNA序列进行对比。
除了细菌，肠道内也充满着的病毒
CRISPR是细菌的免疫机制，可以记住曾经入侵的噬菌体。当噬菌体入侵细菌时，它会将自身的DNA注入细菌体内，占据细菌的生化工厂进行大量复制。当复制完成后，一些凶猛的噬菌体会把细菌打碎，让它们快速扩散出去！
但是，一些细菌会选择一个噬菌体的DNA序列，并将其插入到它们的CRISPR序列中，以记录这个噬菌体的特征。当噬菌体复发时，细菌可以利用CRISPR序列快速识别并破坏噬菌体的DNA，提高其存活率。
CRISPR操作原理图。图/
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