Being human, we each view ourselves as a unique and independent individual, but we're never alone! Millions of microscopic beings inhabit our bodies, and no two bodies are the same. Each is a different habitat for microbial communities: from the arid deserts of our skin, to the villages on our lips, and the cities in our mouths. Even every tooth is its own distinctive neighborhood, and our guts are teaming metropolises of interacting microbes. And in these bustling streets of our guts, we see a constant influx of food, and every microbe has a job to do. Here's a cellulolytic bacteria, for example. Their one job is to break down cellulose, a common compound in vegetables, into sugars. Those simple sugars then move along to the respirators, another set of microbes that snatch up these simple sugars and burn them as fuel. As food travels through our digestive tract, it reaches the fermentors who extract energy from these sugars by converting them into chemicals, like alcohol and hydrogen gas, which they spew out as waste products. Deeper in the depths of our gut city, the syntrophs eke out a living off the fermenters' trash. At each step of this process, energy is released, and that energy is absorbed by the cells of the digestive tract. This city we just saw is different in everyone. Every person has a unique and diverse community of gut microbes that can process food in different ways. One person's gut microbes may be capable of releasing only a fraction of the calories that another person's gut microbes can extract. So, what determines the membership of our gut microbial community? Well, things like our genetic makeup and the microbes we encounter throughout our lives can contribute to our microbial ecosystems. The food we eat also influences which microbes live in our gut. For example, food made of complex molecules, like an apple, requires a lot of different microbial workers to break it down. But, if a food is made of simple molecules, like a lollipop, some of these workers are put out of a job. Those workers leave the city, never to return. What doesn't function well are gut microbial communities with only a few different types of workers. For example, humans who suffer from diseases like diabetes or chronic gut inflamation typically have less microbial variety in their guts. We don't fully understand the best way to manage our individual microbial societies, but it is likely that lifestyle changes, such as eating a varied diet of complex, plant-based foods, can help revitalize our microbial ecosystems in our gut and across the entire landscape of our body. So, we are really not alone in our body. Our bodies are homes to millions of different microbes, and we need them just as much as they need us. As we learn more about how our microbes interact with each other and with our bodies, we will reveal how we can nurture this complex, invisible world that shapes our personal identity, our health, and our well-being.
인간으로써, 우리 각자는 우리 자신을 유일하고 독립적인 개인으로 바라보죠. 그렇다고 결코 외로운 것은 아닙니다. 수백만의 미세한 생물이 우리 몸에 살고 있으니까요. 어느 두 사람도 똑같을 수 없어요. 각자가 미세 생물의 세계에서는 완전히 다른 서식지랍니다: 매우 건조한 사막같은 피부에서부터 입술위의 마을까지, 그리고 입 속 같은 도시들이 모두 다르거든요. 심지어 이 하나 하나도 각기 다른 마을을 이루고 있는 셈입니다. 우리의 내장은 서로 상호 작용하는 미생물들이 대도시를 이루고 있는 것과 같아요. 우리 내장 속의 이런 복잡한 거리로는 음식이 계속 들어오죠. 모든 미생물들은 각자가 해야 할 일이 있습니다. 예를 들면, 여기 섬유소 박테리아가 있어요. 이들이 하는 일은 섬유소를 분해하는 것이죠, 섬유소는 야채나 당에 모두 들어있는 물질이에요. 그런 단당류들이 호흡기쪽으로 이동하면 다른 종류의 미생물들이 이런 단당류를 나꿔채서는 그걸 연소시켜 연료로 사용합니다. 음식은 우리의 소화기를 따라 움직여서 이런 단당류에서 에너지를 뽑아내는 발효기에 도달합니다. 에너지는 단당류를 알콜이나 수소 가스 같은 화학 물질로 바꾸는 과정에서 뽑아냅니다. 이렇게 바뀐 알콜이나 수소 가스는 폐기물이 되는거죠. 우리의 깊은 내장 속 도시에서는 신트로프(영양막, syntrophs)가 발효통의 폐기물과 서로 공생합니다. 이런 과정의 각 단계에서 에너지가 나오는 겁니다. 그리고 그 에너지는 소화기관의 세포들이 흡수합니다. 우리가 지금 막 본 도시는 사람들 마다 모두 달라요. 사람들마다 음식을 모두 다른 방식으로 처리하는 특이하고 다양한 내장 미생물 사회를 가지고 있지요. 어떤 사람의 내장 미생물은 다른 사람들의 내장 미생물들이 뽑아낼 수 있는 것에 비해 아주 작은 양의 에너지만 만들어 낼 수 있는 경우도 있어요. 그러면, 우리들의 내장 미생물 세계를 이루는 구성원은 어떻게 정해질까요? 음, 각자의 유전자 구성이라든가 우리가 생애동안 만나게 되는 미생물들은 우리의 미생물 생태계에 영향을 미칩니다. 우리가 먹는 음식 또한 어떤 미생물이 우리의 장 속에 살게 될지에 영향을 줍니다. 예를 들어, 사과와 같이 복잡한 분자로 이루어진 음식은 음식물은 분해하는데 수많은 종류의 미생물이 작용해야 합니다. 하지만, 막대 사탕같이 단순한 분자로 된 음식의 경우에는 이런 분자들 가운데 할 일이 없을 수도 있어요. 그런 미생물들은 장 속 도시를 떠나 다시는 돌아오지 않기도 하죠. 장 속에서 겨우 몇 가지 형태의 미생물만 살고 있는 미생물 사회는 잘 작동하지 못합니다. 예를 들자면, 당뇨나 만성 장염을 앓고 있는 사람들은 대부분 장 속의 미생물들이 그리 다양하지 못합니다. 우리는 각 개인의 미생물 세계를 유지하는 최고의 방법은 완전히 알고 있지 못합니다. 하지만 다양한 식물성 음식을 섭취하는 것과 같이 생활 습관을 바꾸면 장 속의 미생물 상태계와 우리 몸의 전체 상태를 다시 활성화 시킬 수도 있습니다. 그러니까 우리 몸은 완전히 혼자인 것은 아니죠. 우리의 신체는 수백만의 다양한 미생물들의 서식지에요. 미생물이 우리를 필요하는 만큼 우리도 미생물을 필요로 합니다. 미생물들이 다른 미생물이나 우리의 신체와 어떻게 상호 작용하는지 더 잘 알게되면, 우리는 우리 개개인의 특성과 건강, 그리고 행복을 이루는, 이렇게 복잡하고 들여다 보기 어려운 세계를 잘 보살피는 방법을 알게 될 것입니다.