The human microbiota consists of th

The human microbiota consists of the 10-100 trillion symbiotic microbial cells harbored by each person, primarily bacteria in the gut; the human microbiome consists of the genes these cells harbor[1]. Microbiome projects worldwide have been launched with the goal of understanding the roles that these symbionts play and their impacts on human health[2, 3]. Just as the question, “what is it to be human?”, has troubled humans from the beginning of recorded history, the question, “what is the human microbiome?” has troubled researchers since the term was coined by Joshua Lederberg in 2001 [4]. Specifying the definition of the human microbiome has been complicated by confusion about terminology: for example, “microbiota” (the microbial taxa associated with humans) and “microbiome” (the catalog of these microbes and their genes) are often used interchangeably. In addition, the term “metagenomics” originally referred to shotgun characterization of total DNA, although now it is increasingly being applied to studies of marker genes such as the 16S rRNA gene. More fundamentally, however, new findings are leading us to question the concepts that are central to establishing the definition of the human microbiome, such as the stability of an individual's microbiome, the definition of the OTUs (Operational Taxonomic Units) that make up the microbiota, and whether a person has one microbiome or many. In this review, we cover progress towards defining the human microbiome in these different respects.

Studies of the diversity of the human microbiome started with Antonie van Leewenhoek, who, as early as the 1680s, had compared his oral and fecal microbiota. He noted the striking differences in microbes between these two habitats and also between samples from individuals in states of health and disease in both of these sites [5, 6].Thus, studies of the profound differences in microbes at different body sites, and between health and disease, are as old as microbiology itself. What is new today is not the ability to observe these obvious differences, but rather the ability to use powerful molecular techniques to gain insight into why these differences exist, and to understand how we can affect transformations from one state to another.

Culture-independent methods for characterizing the microbiota, together with a molecular phylogenetic approach to organizing life's diversity, provided a fundamental breakthrough in allowing researchers to compare microbial communities across environments within a unified phylogenetic context (reviewed in [7]). Although host-associated microbes are presumably acquired from the environment, the composition of the mammalian microbiota, especially in the gut, is surprisingly different from free-living microbial communities [8]. In fact, an analysis of bacterial diversity from free-living communities in terrestrial, marine, and freshwater environments as well as communities associated with animals suggests that the vertebrate gut is an extreme [8]. In contrast, bacterial communities from environments typically considered extreme, such as acidic hot springs and hydrothermal vents, are similar to communities in many other environments[9]. This suggests that coevolution between vertebrates and their microbial consortia over hundreds of millions of years has selected for a specialized community of microbes that thrive in the gut's warm, eutrophic, and stable environment[8]. In the human gut and across human-associated habitats, bacteria comprise the bulk of the biomass and diversity, though archaea, eukaryotes, and viruses are also present in smaller numbers and should not be neglected[10, 11].

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

Microbiota มนุษย์จำนวน 10-100 ล้านล้าน symbiotic จุลินทรีย์เซลล์ harbored แต่ละคน หลักแบคทีเรียในลำไส้ microbiome มนุษย์ประกอบด้วยของยีนเหล่านี้ท่าเซลล์ [1] โครงการ Microbiome ทั่วโลกมีการพัฒนา โดยมีเป้าหมายเพื่อทำความเข้าใจกับบทบาทที่เล่น symbionts เหล่านี้และพวกเขาส่งผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ [2, 3] ก็คำถาม "คืออะไรมันเป็นมนุษย์ มีปัญหาเรื่องมนุษย์จากจุดเริ่มต้นของบันทึกประวัติศาสตร์ คำถาม "อะไรคือ microbiome มนุษย์มีปัญหาวิจัยเนื่องจากคำมีจังหวะ โดย Lederberg โยชูวาในปีค.ศ. 2001 [4] ระบุนิยามของ microbiome มนุษย์มีการซับซ้อน ด้วยความสับสนเกี่ยวกับคำศัพท์เฉพาะทาง: ตัวอย่าง "microbiota" (จุลินทรีย์ taxa สัมพันธ์กับมนุษย์) และ "microbiome" (แค็ตตาล็อกของจุลินทรีย์เหล่านี้และยีนของพวกเขา) มักใช้สลับกัน นอกจากนี้ คำ "metagenomics" เดิมที่อ้างอิงถึงคุณสมบัติปืนของดีเอ็นเอทั้งหมด แม้ว่าตอนนี้ มันจะขึ้นถูกนำไปใช้ศึกษายีนเครื่องหมายเช่น 16S rRNA ยีน ขึ้นพื้นฐาน อย่างไรก็ตาม การค้นพบใหม่จะนำเราถามแนวคิดซึ่งเป็นศูนย์กลางจะสร้างข้อกำหนดของ microbiome มนุษย์ เช่นความมั่นคงของของแต่ละ microbiome นิยามของ OTUs (หน่วยอนุกรมวิธานงาน) ที่ทำให้ค่า microbiota และว่าผู้มี microbiome หนึ่งหรือหลายรายการ ในบทความนี้ เราครอบคลุมความคืบหน้าต่อการกำหนด microbiome มนุษย์ในประการต่าง ๆ เหล่านี้การศึกษาความหลากหลายของ microbiome มนุษย์เริ่มต้น ด้วย Antonie van Leewenhoek ที่ ก่อนที่จะ 1680s มีเปรียบเทียบ microbiota fecal และปากของเขา เขาสังเกตโดดเด่นความแตกต่างในจุลินทรีย์ ระหว่างเหล่านี้อยู่อาศัยสอง และ ระหว่างตัวอย่างจากบุคคลในสถานะของสุขภาพและโรคทั้งในเว็บไซต์เหล่านี้ [5, 6] ศึกษาความแตกต่างที่ลึกซึ้งในจุลินทรีย์ ที่อเมริการ่างกายแตกต่างกัน และสุขภาพและโรค ดังนั้น มีเก่าจุลชีววิทยาเอง มีอะไรใหม่ในวันนี้ไม่สามารถสังเกตความแตกต่างเหล่านี้ชัดเจน แต่เป็นความสามารถในการใช้เทคนิคโมเลกุลที่มีประสิทธิภาพ เพื่อเข้าใจในเหตุผลความแตกต่างเหล่านี้มีอยู่ และเข้าใจว่าเราสามารถส่งผลกระทบต่อการแปลงจากสถานะหนึ่งไปยังอีกวิธีกำหนดลักษณะ microbiota พร้อมวิธีการ phylogenetic โมเลกุลเพื่อจัดการความหลากหลายของชีวิต วัฒนธรรมอิสระให้ความก้าวหน้าเป็นพื้นฐานในการช่วยให้นักวิจัยการเปรียบเทียบชุมชนจุลินทรีย์ในสภาพแวดล้อมภายในบริบท phylogenetic รวม (ทบทวน [7]) แม้ว่าจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับโฮสต์สันนิษฐานว่ามาจากสิ่งแวดล้อม ส่วนประกอบของ microbiota ใน mammalian โดยเฉพาะอย่างยิ่งในลำไส้ ไม่น่าแปลกใจที่แตกต่างจากชุมชนจุลินทรีย์ free-living [8] ในความเป็นจริง การวิเคราะห์ความหลากหลายทางชีวภาพแบคทีเรียจากชุมชน free-living ในสภาพแวดล้อมภาคพื้น ทางทะเล และปลาตลอดจนชุมชนที่เกี่ยวข้องกับสัตว์แนะนำว่า ไส้หลอดสุด [8] ในทางตรงกันข้าม ชุมชนแบคทีเรียจากสภาพแวดล้อมโดยทั่วไปถือว่ามาก น้ำพุร้อนเปรี้ยวและช่อง hydrothermal จะคล้ายกับชุมชนในหลายอื่น ๆ [9] นี้แนะนำว่า coevolution vertebrates และจังหวัดของจุลินทรีย์กว่าหลายร้อยล้านปีได้เลือกชุมชนเฉพาะจุลินทรีย์ที่เจริญเติบโตในลำไส้อบอุ่น eutrophic นำ และมั่นคงสิ่งแวดล้อม [8] ในลำไส้มนุษย์ และอยู่อาศัยบุคคลที่เกี่ยวข้อง แบคทีเรียประกอบด้วยจำนวนมากของชีวมวลและหลากหลาย ถึงแม้ว่าอาร์เคีย eukaryotes และไวรัสยังมีอยู่ในตัวเลขที่มีขนาดเล็ก และควรไม่ถูกที่ไม่มีกิจกรรม [10, 11]

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

microbiota มนุษย์ประกอบด้วย 10-100000000000000 เซลล์จุลินทรีย์ชีวภาพเก็บงำโดยแต่ละคนซึ่งส่วนใหญ่เป็นเชื้อแบคทีเรียในลำไส้; microbiome มนุษย์ประกอบด้วยยีนเซลล์เหล่านี้ท่าเรือ [1] โครงการ microbiome ทั่วโลกได้รับการเปิดตัวโดยมีเป้าหมายของการทำความเข้าใจบทบาทที่ symbionts เหล่านี้การเล่นและผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ [2, 3] เช่นเดียวกับคำถามที่ว่า "มันคือสิ่งที่จะเป็นมนุษย์?" มีความสุขกับมนุษย์จากจุดเริ่มต้นของประวัติศาสตร์ที่บันทึกไว้, คำถามที่ว่า "สิ่งที่เป็น microbiome มนุษย์?" มีนักวิจัยที่มีปัญหาตั้งแต่คำประกาศเกียรติคุณโดยโจชัว Lederberg ในปี 2001 [ 4] การระบุความหมายของ microbiome มนุษย์ได้รับความซับซ้อนโดยความสับสนเกี่ยวกับคำศัพท์: ยกตัวอย่างเช่น "microbiota" (แท็กซ่าจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับมนุษย์) และ "microbiome" (แคตตาล็อกของจุลินทรีย์เหล่านี้และยีนของพวกเขา) มักจะใช้สลับกัน นอกจากนี้คำว่า "metagenomics" หมายเดิมที่จะปืนลูกซองลักษณะของดีเอ็นเอรวมถึงแม้ว่าตอนนี้มันจะถูกนำมาใช้มากขึ้นเพื่อการศึกษาของยีนเครื่องหมายเช่นยีน 16S rRNA เพิ่มเติมพื้นฐาน แต่การค้นพบใหม่จะนำเราตั้งคำถามกับแนวความคิดที่เป็นศูนย์กลางในการสร้างความหมายของ microbiome มนุษย์เช่นความมั่นคงของ microbiome ของแต่ละคนที่นิยามของ Otus (การดำเนินงานอนุกรมวิธานหน่วย) ที่ทำขึ้น microbiota และไม่ว่าจะมีบุคคลที่มีอย่างใดอย่างหนึ่งหรือหลาย microbiome ในการทบทวนนี้เราจะกล่าวถึงความคืบหน้าต่อการกำหนด microbiome มนุษย์ประการที่แตกต่างกันเหล่านี้. การศึกษาความหลากหลายของ microbiome มนุษย์เริ่มต้นด้วยรถตู้ Antonie Leewenhoek ที่เป็นช่วงต้นยุค 1680 ได้เมื่อเทียบ microbiota ในช่องปากและอุจจาระของเขา เขาสังเกตเห็นความแตกต่างที่โดดเด่นจุลินทรีย์ในระหว่างทั้งสองที่อยู่อาศัยและระหว่างกลุ่มตัวอย่างจากประชาชนในรัฐของสุขภาพและโรคทั้งในเว็บไซต์เหล่านี้ [5, 6] .Thus การศึกษาความแตกต่างที่ลึกซึ้งในจุลินทรีย์ที่เว็บไซต์ของร่างกายที่แตกต่างกันและระหว่าง สุขภาพและโรคเป็นเช่นเดิมเป็นจุลชีววิทยาของตัวเอง อะไรคือสิ่งที่ใหม่ในวันนี้ไม่ได้เป็นความสามารถในการสังเกตความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเหล่านี้ แต่ความสามารถในการใช้เทคนิคโมเลกุลที่มีประสิทธิภาพที่จะได้รับความเข้าใจในเหตุผลที่แตกต่างเหล่านี้อยู่และที่จะเข้าใจวิธีการที่เราจะมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงจากรัฐหนึ่งไปยังอีก. วิธีวัฒนธรรมที่เป็นอิสระ สำหรับพัฒนาการ microbiota ร่วมกับวิธีการ phylogenetic โมเลกุลกับการจัดระเบียบความหลากหลายของชีวิตให้การพัฒนาพื้นฐานในการอนุญาตให้นักวิจัยเพื่อเปรียบเทียบกลุ่มจุลินทรีย์ในสภาพแวดล้อมในบริบทสายวิวัฒนาการแบบครบวงจร (สอบทานใน [7]) แม้ว่าจุลินทรีย์โฮสต์ที่เกี่ยวข้องจะได้รับสันนิษฐานจากสภาพแวดล้อมที่องค์ประกอบของ microbiota เลี้ยงลูกด้วยนมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในลำไส้ที่เป็นที่น่าแปลกใจที่แตกต่างจากชีวิตของจุลินทรีย์ฟรีชุมชน [8] ในความเป็นจริงการวิเคราะห์ของความหลากหลายที่เกิดจากแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในชุมชนฟรีในบกทางทะเลและน้ำจืดสภาพแวดล้อมเช่นเดียวกับชุมชนที่เกี่ยวข้องกับการแสดงให้เห็นว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมลำไส้เป็นมากเป็นนักการ [8] ในทางตรงกันข้ามชุมชนแบคทีเรียจากสภาพแวดล้อมโดยทั่วไปถือว่ามากเช่นน้ำพุร้อนที่เป็นกรดและช่องระบายอากาศร้อนมีความคล้ายคลึงกับชุมชนในสภาพแวดล้อมอื่น ๆ อีกมากมาย [9] นี้แสดงให้เห็นว่าวิวัฒนาการร่วมระหว่างสัตว์ที่มีกระดูกสันหลังและไพรีจุลินทรีย์ของพวกเขามากกว่าหลายร้อยล้านปีที่ได้รับเลือกสำหรับชุมชนเฉพาะของจุลินทรีย์ที่เจริญเติบโตในลำไส้ของอบอุ่น eutrophic และสภาพแวดล้อมที่มั่นคง [8] ในลำไส้ของมนุษย์และแหล่งที่อยู่อาศัยของมนุษย์ข้ามเกี่ยวข้องแบคทีเรียประกอบด้วยกลุ่มของชีวมวลและความหลากหลาย แต่เคีย, ยูคาริโอและไวรัสเหล่านี้จะปรากฏในตัวเลขที่มีขนาดเล็กและไม่ควรละเลย [10, 11]

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

โดยไมโครไบโ ้าของมนุษย์ประกอบด้วย 10-100 ล้านล้านชนิดจุลินทรีย์เซลล์ harbored โดยแต่ละบุคคล โดยแบคทีเรียในลำไส้ ; ไมโครไบโ มนุษย์ประกอบด้วยยีนเซลล์เหล่านี้ท่าเรือ [ 1 ] โครงการไมโครไบโ ทั่วโลกมีการเปิดตัวกับเป้าหมายของความเข้าใจบทบาทที่ symbionts เหล่านี้เล่นและผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ [ 2 , 3 ] เช่นเดียวกับคำถาม" นี่มันเป็นมนุษย์หรือไม่ " รบกวนมนุษย์ จากจุดเริ่มต้นของการบันทึกประวัติศาสตร์ คำถาม " อะไรคือไมโครไบโ มนุษย์ ? " นักวิจัยมีปัญหาเนื่องจากระยะเวลาตั้งขึ้นโดยโจชัว ลีเดอร์เบิร์ก 2001 [ 1 ] การระบุความหมายของไมโครไบโ มนุษย์มีความซับซ้อนโดยความสับสนเกี่ยวกับคำศัพท์ : ตัวอย่างเช่น" ไมโครไบโ ้า " ( จุลินทรีย์และความสัมพันธ์กับมนุษย์ ) และ " ไมโครไบโ " ( แคตตาล็อกของจุลินทรีย์เหล่านี้ และยีนของพวกเขา ) มักจะใช้สลับ นอกจากนี้ คำว่า " เมตะจีโนมิก " เจ้าตัวเดิมปืนลูกซองลักษณะของดีเอ็นเอทั้งหมด ถึงแม้ว่าตอนนี้มันเป็นมากขึ้นจะถูกใช้เพื่อการศึกษาเครื่องหมายพันธุกรรมเช่น 16S rRNA ยีน พื้นฐานเพิ่มเติม อย่างไรก็ตามผลการวิจัยใหม่จะนำเราไปยังคำถามแนวคิดที่เป็นศูนย์กลางในการสร้างความหมายของไมโครไบโ มนุษย์ เช่น ความมั่นคงของบุคคล ไมโครไบโ , นิยามของหน่วยปฏิบัติการในอนุกรมวิธาน ) ซึ่งทำให้ไมโครไบโ ้า และไม่ว่าคนหนึ่งไมโครไบโ หรือหลาย ในการตรวจสอบนี้เราครอบคลุมความคืบหน้าต่อการกำหนดไมโครไบโมนุษย์ในการเคารพเหล่านี้แตกต่างกัน

ศึกษาความหลากหลายของมนุษย์ antonie ไมโครไบโเริ่มต้นด้วยรถตู้ leewenhoek , ที่ , เร็ว 1660 ได้เทียบของเขาในช่องปากและอุจจาระไมโครไบโ ้า .เขาสังเกตเห็นความแตกต่างที่โดดเด่นในจุลินทรีย์ระหว่างทั้งสองที่อยู่อาศัยและระหว่างตัวอย่างจากบุคคลในรัฐของสุขภาพและโรคในทั้งสองของเว็บไซต์เหล่านี้ [ 5 , 6 ] ดังนั้น การศึกษาของความแตกต่างที่ลึกซึ้งในจุลินทรีย์ที่เว็บไซต์ของร่างกายที่แตกต่างกันและระหว่างสุขภาพและโรคที่เป็นเช่นเดิมเป็นภาควิชาจุลชีววิทยา นั่นเอง มีอะไรใหม่ในวันนี้ จะไม่ ความสามารถในการ สังเกต ความแตกต่างที่ชัดเจนเหล่านี้แต่ความสามารถในการใช้เทคนิคโมเลกุลที่มีประสิทธิภาพเพื่อเพิ่มความเข้าใจถึงความแตกต่างเหล่านี้มีอยู่ และเข้าใจว่าเราสามารถส่งผลกระทบต่อการแปลงจากรัฐหนึ่งไปยังอีก

วัฒนธรรมอิสระวิธีการในลักษณะไมโครไบโ ้าด้วยกันด้วยวิธีการวิวัฒนาการโมเลกุลจัดความหลากหลายของชีวิตให้แก่นักวิจัยเปรียบเทียบพื้นฐานให้ประชากรจุลินทรีย์ในสภาพแวดล้อมภายในตัว ซึ่งบริบท ( ดูใน [ 7 ] ) แม้ว่าโฮสต์ที่เกี่ยวข้องจุลินทรีย์ สันนิษฐานว่าได้มาจากสิ่งแวดล้อม องค์ประกอบของไมโครไบโ ้า ) โดยเฉพาะในทางเดินอาหาร , อย่างแตกต่างจากจุลินทรีย์อิสระชุมชน [ 8 ] ในความเป็นจริงการวิเคราะห์ความหลากหลายของแบคทีเรียจากชุมชนอิสระในภาคพื้นดิน ในทะเลและน้ำจืด รวมทั้งสภาพแวดล้อมชุมชนที่เกี่ยวข้องกับสัตว์แสดงให้เห็นว่าไส้ในสัตว์มีกระดูกสันหลังเป็นสุดโต่ง [ 8 ] ในทางตรงกันข้ามของชุมชนจากสภาพแวดล้อมโดยทั่วไปถือว่าสุดโต่ง เช่น น้ำพุร้อน ซึ่ง hydrothermal vents