这些研究人员首先利用两组小鼠开展研究。一组小鼠与人肠道微生物组一起进行培育,因而它们携带着通常存在于人肠道中的微生物。另一组小鼠携带着正常的小鼠肠道微生物组。当他们给这些小鼠注射一种触发肠道炎症(即结肠炎)的化合物时,携带着人肠道细菌的小鼠免受这种疾病的影响。然而,携带着典型的小鼠肠道细菌的小鼠出现了严重的症状。
接下来,这些研究人员将所有的小鼠放在同一个生活空间里。仅仅短短的一天共同生活就导致它们对这种疾病作出的反应发生显着的变化。起初抵抗结肠炎的小鼠开始显示出较为严重的症状,而易患上结肠炎的小鼠越来越强地抵抗这种疾病的影响,产生的症状也比较温和。这种概念验证研究表明在共同的生活空间中发生的肠道细菌交换能够导致这些小鼠应对这种疾病的能力发生变化。
调节疾病的微生物隐藏在每只小鼠中存在的数百种肠道细菌物种中。但是考虑到每组小鼠在它们的肠道中存在着700~1100种细菌物种,科学家们如何能够鉴定出真正地在结肠炎中发挥重要作用的那种细菌呢?为此,Kasper和Kasper首先分析每组小鼠中的每只小鼠的肠道微生物组成,比较它们在共享相同的生活空间之前和之后的肠道微生物谱。为了鉴定出微生物嫌犯的身份,他们研究了数量稀少或丰富的微生物,并追踪它们与结肠炎严重程度之间的关系。换言之,他们推断致病性微生物的数量会这种疾病的严重程度升高或下降。仅有一种微生物群体符合这种情形---一类被称作毛螺菌科(Lachnospiraceae)的细菌,即一类通常在人类肠道和其他的哺乳动物肠道中发现的细菌。
为了查明毛螺菌科中的哪种细菌调节对结肠炎作出的反应,这些研究人员分离出一种细菌物种,并将它移植到易患结肠炎的小鼠中。为了进行比较,他们也将来自不同细菌科的细菌物种移植到这些小鼠中。唯一能够保护这些易患结肠炎小鼠免受这种疾病攻击的细菌是一种之前从未被描述过的微生物,它是这些研究人员从接受过人粪便移植的小鼠肠道(它们因而具有人肠道微生物组)中分离出的。显着的是,这种细菌并不存在于具有小鼠肠道微生物组的小鼠中。鉴于它的免疫保护性质,Kasper和Surana将这种新发现的细菌命名为Clostridium immunis。