细菌和法医科学

法医科学家有一系列的技术来计算出一个人的死亡时间。其中包括观察昆虫之类的东西，它们可能已经搬进来帮助分解。不幸的是，这些措施充满了困难，而且往往相当不准确。但现在，科罗拉多州博尔德大学的科学家杰斯·梅特卡夫一直在研究另一种可能更准确的方法。她正在研究生长在体内和体表的微生物群落……

杰西:所以，我们知道微生物在分解过程中起着重要作用，这不是秘密。法医科学家早就知道这一点。然而，我们还没有真正研究微生物的工具，因为分解是由生物过程驱动的，法医科学家试图利用生物信息来估计死亡时间。例如，如果你看CSI或类似的节目，你可能总是看到法医科学家对蓝蝇幼虫进行采样。哦，在这个阶段这意味着这具尸体只能死亡这么长时间所以我们的问题是，我们能不能用微生物来回答同样的问题?因为法医科学中每一种估计死亡时间的方法，都有一定的不确定性，如果你把这些不同的方法结合起来，你可以缩小不确定性的范围。我们的问题是，我们能否利用分解过程中微生物群落变化的信息来缩小这个窗口?

Chris:为什么这比其他方法更好呢，Jess?

每一种方法都有它的局限性。例如，体温，实际上，这只会在最初的48小时内起作用。然后昆虫的更替可能会受到季节的限制。所以，有时在冬天，昆虫不会出现在尸体上。所以你不能用这个。然而，当我们活着的时候，我们体内和体表都有微生物，所以，在我们死亡的时候，我们已经有了微生物。

克里斯-就像我们自己的一个内置的生物标记。那么，你是怎么做到的?

Jess -我们用的是鼠标模型系统。我们这样做的原因是，这个问题是关于如果你有很多重复。你会在每个复制中看到相同的微生物群落变化还是微生物群落的随机反应?我们想要的是，能够把它作为一种生物标记来估计死亡时间，我们想要它在重复实验中保持一致。这在使用中很难做到，例如，捐赠的人类尸体，甚至是法医科学中经常使用的猪模型。这些实验通常仅限于一到三个人。所以，用一个模型系统，就像一个老鼠模型系统，我们可以使用40个人，我们在8个时间点上每次采样5个人。这是第一次，有人能够描述细菌群落的变化。

Chris -你能不能也看一下，不仅仅是身体，还有环境因为身体在分解的过程中，会释放出各种化学物质和营养物质到周围的环境中，这反过来肯定也会改变那里的微生物群落?

杰西:这是个好问题。这是我们在这项研究中关注的问题之一——尸体的分解如何影响周围的土壤。通常情况下，在犯罪现场，你会在外面的土壤上发现一具尸体，所以，如果有人移动了一具尸体，我们能检测土壤并说有什么东西在上面腐烂吗?所以，对于土壤，我们对两个不同的问题感兴趣。第一，我们能不能用土壤微生物的变化来估计死亡时间?但是，分解过程中是否留下了重要的痕迹?这两个问题的答案都是肯定的。然后在每个地点，我们都看到了非常显著的变化，在细菌和线虫以及其他存在的微生物真核生物中。一切都发生了巨大的变化。

克里斯-你是怎么测量微生物的?这是使用DNA技术吗?

杰西:没错。所以，我们所做的就是借用现在更常用的技术来真正了解人类肠道微生物群，从数百万个序列的深处提取样本，然后描述细菌物种群落的特征，比如真菌和线虫的群落。

克里斯-但很明显，人类体内的大部分细菌都在我们体内，在我们的内脏里。所以，这将强烈地决定我们腐烂的原因，至少一开始是这样，不是吗?所以，你认为这对你的实验有影响吗，或者会有影响吗，不管你的实验对象来自不同的文化，不同的性别，因为我们都知道我们的微生物谱就像指纹一样独特?(我们不是所有人)(12:15)你们基因相同的研究老鼠。那么，它在高度遗传多样性和微生物多样性的人群中仍然有效吗?

杰西:这是一个非常好的问题，这也是我们后续实验的目的。现在，我们来看看不同的宿主物种。很明显，老鼠的肠道微生物与猪不同猪的肠道微生物与人的肠道微生物也不同，因此，我们要做的一件事就是在不同的宿主生物或物种之间进行比较。这会影响你的分解者群体的样子吗?这就引出了同样的问题，不同的饮食和不同的肠道微生物群。