原文作者:Srimathy Sriskantharajah
翻译作者:Miao Yu
欢迎来到我们的“未来科学家”(Scientists of the Future)系列,今天我们将与来自Quadram研究所的Rebecca Ansorge博士一起谈谈她的研究,她认为环境微生物学研究在几十年后会是什么样子,以及她对任何有兴趣从事环境研究的人的建议。Rebecca在2021年分子微生物生态学小组(MMEG)会议上的演讲荣获了2021年度环境微生物奖。
1.你能告诉我们你在做什么研究吗?
我目前正在研究人类肠道微生物群及其在疾病条件下(例如炎症性肠病:IBD)和希尔德布兰德家族中的传播和进化过程。我的大部分研究都依赖于宏基因组测序,并利用这些数据来探索微生物组内特异性变异的相关性。例如,我们正在进行的元分析初步数据表明,微生物群在特定菌株水平上的变化似乎与仅考虑物种水平数据时的观察结果不同,这两者似乎都与疾病状态有关。
目前,我正在开发识别菌株及其相关基因含量的方法,以利用特定水平内的可用信息,更好地了解人类微生物组动力学。
我着迷于研究与宿主相关的微生物组种内变异相关性,我决定在一个更复杂的系统中探索这类问题——人类微生物组。
2.你是怎么开始在这个特殊的研究领域工作的?
我一直对共生关系很感兴趣,更具体地说是微生物和真核宿主之间的相互作用及其进化。在马克斯·普朗克海洋微生物研究所Dubilier教授的共生系攻读博士学位期间,我研究了一种发生在深海热液喷口中的硫氧化细菌和贻贝之间的高度特异性细胞内共生关系。这些贻贝依靠它们的共生细菌从无机的化学能源中产生生物量。尽管这个系统最初看起来很简单,但我们很快意识到细节才是关键。我们发现,尽管只代表一个细菌物种,但我们在贻贝中发现了该物种的各种菌株。我们假设这种菌株多样性不是有害的,而是宿主的一种适应性优势,使其更能适应突然的环境变化。
获得博士学位后,我开始对与宿主相关的微生物组种内变异的相关性着迷,所以我决定在一个更复杂的系统——人类微生物组中探索这类问题。和深海贻贝一样,人类也依赖于我们的微生物群来繁衍生息。尽管这一系统与海洋共生体非常不同,但在这两种环境以及许多其他环境中,大多数问题本质上是相同的:种内变异与宿主-微生物相互作用的相关性是什么?存在哪种菌株有关系吗?宿主-微生物组的相互作用是否表现在种内水平上?通过研究,我们能学到什么?
我们正在努力突破分类学分辨率和相关基因含量的极限
3.你认为你正在做的研究亮点是什么?
我认为很难确定我研究的一个亮点。我最喜欢的一个方面是,我们正在努力突破分类学分辨率和相关基因含量的限制,以提高我们对健康和疾病中微生物-宿主相互作用的理解。
意识到这些细菌基本上可以使整个铁块消失,并对环境造成潜在的巨大影响,例如石油管道的腐蚀,这让我大吃一惊。
4.有没有什么人或事件激励你从事环境微生物学的工作?
我想我对微生物学的热情始于我还在攻读学士学位的时候。当时我在马克斯·普朗克海洋微生物学研究所与Dennis Enning博士一起在Friedrich Widdel教授的院系做兼职工作。在这个岗位上,我参与了一个研究海洋沉积物中铁腐蚀细菌的项目。意识到这些细菌基本上可以使整个铁块消失,并对环境造成潜在的巨大影响(例如石油管道腐蚀),这真的让我大吃一惊。第二个对我起到重要作用的因素是国际马克斯·普朗克海洋微生物学研究院(MarMic),我在那里攻读了硕士和博士学位,包括在研究实验室的大量培训,以及在海洋沉积物方面的实地工作。我认为获得样品、实验方案、显微镜和分子生物学的实践经验,以及所有这些背后的理论,是我对环境微生物学感兴趣的一个重要部分。
但我认为,意识到任何环境、动物或植物离开微生物都无法生存,这促使了我去研究环境样本中的共生、相互作用和群落动态,而不只是专注于实验室条件。
5.你觉得该如何应对新冠疫情?这对你的研究有影响吗?
我认为自己是一个幸运的科学家,这场大流行病对我的研究没有太多的直接影响。我的大部分工作都是基于计算机的,我们已经获得了我正在进行的一个项目的数据。此外,我没有任何个人护理方面的责任,我认为这会让事情变得更加困难。当然话虽如此,在疫情期间,我大部分时间都在家工作,这变得越来越困难。在我看来,缺乏与朋友和同事的个人接触和科学(以及非科学)交流对注意力和积极性有着不利影响。我认为,很多科学讨论都是通过向你隔壁办公室的同事问一个简单的问题来进行的,而这种随意的交流已经被在家工作完全抹去了。
6.完成当前的研究项目后,你有什么计划?
我真的很享受我目前正在做的工作,因为我入职还不到一年,完成我正在进行的项目还是需要一些时间的。从长远来看,我想申请资金,专注并深化我自己关于人类肠道微生物组及其与宿主相互作用的研究问题。
我认为,我们已经陷入了这样一种趋势,即产生的数据比我们目前所拥有的以这种规模进行分析的知识和工具多得多。
7.你认为10年或20年后环境微生物学将会是一个什么样的研究领域?
我认为,我们已经陷入了这样一种趋势,即产生的数据比我们目前所拥有的以这种规模进行分析的知识和工具多得多。未来10到20年需要发展计算方法来赶上,以便对大量的宏基因组学、转录组学、代谢组学、环境数据等进行明智的分析和连接。所以,我认为这对计算生物学家来说将是一个伟大的时代和挑战。话虽如此,在我看来如果想最终证明一个过程或相互作用,我们通常需要实验微生物学,而当前在扩大高通量细菌培养方面的努力对于跟上和补充独立培养方法很重要。
以开放和好奇的心态去做。
8.你会给那些想从事环境研究的人什么建议?
以开放和好奇的心态去做。在我短暂的职业生涯中,我学到的一个关键方面是,有时我们过于关注我们的系统或某一种方法。但通过研究其他领域和系统,我们发现了许多可转移的理论和想法。通过转变视角并了解这些信息,我们可以使我们自己的研究更加丰富,也可以看到更广泛的模式。
Srimathy Sriskantharajah
Srimathy Sriskantharajah在加入BioMed Central之前,获得了伦敦大学学院(UCL)的微生物学学士学位和伦敦皇家霍洛威大学的环境微生物学和大气化学博士学位。Srimathy的博客内容涉及微生物学、传染病和环境等。
点击此处阅读英文原文:Scientists of the Future: Rebecca Ansorge talks to us about her research on the gut microbiome