數(shù)以千計的不同細菌物種生活在人類腸道內(nèi)。多數(shù)是有益的，而其他則可能有害。麻省理工學院領(lǐng)導的團隊進行的一項新研究表明，這些細菌種群可以通過在宿主的一生中來回傳遞基因來自我改造。
研究人員還表明，這種基因轉(zhuǎn)移在工業(yè)化社會中的微生物群中更常見，可能是由于其特定的飲食和生活方式所致。
麻省理工學院微生物組信息學和治療學中心主任埃里克·阿爾姆說：“人類生活在城市中的一個意外結(jié)果可能是，我們創(chuàng)造了非常有利于居住在相互交換基因的腸道中的細菌的條件。”麻省理工學院生物工程學和土木與環(huán)境工程學教授，麻省理工學院和哈佛大學廣泛研究所的成員，也是這項新研究的資深作者。
這項研究是全球微生物組保護組織(GMbC)的第一篇主要論文，該聯(lián)盟正在從全球代表性不足的人群中收集微生物組樣本，以保護可能因人類暴露于人類而遭受損失的細菌物種。全球工業(yè)化飲食和生活方式。
麻省理工學院的研究助理，論文的主要作者之一馬修·格勞辛說：“我們在農(nóng)村和偏遠地區(qū)發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)物種是在工業(yè)化世界中看不到的物種。” “微生物組的組成完全改變，與此同時，不同物種的數(shù)量也在減少。工業(yè)化微生物組的這種較低多樣性可能反映了腸道健康不良。”
麻省理工學院研究助理Mathilde Poyet也是該研究的主要作者，該研究今天發(fā)表在Cell上。該論文的其他作者包括來自丹麥，法國，南非，喀麥隆，加拿大，芬蘭，新西蘭，坦桑尼亞，西班牙，瑞典，加納和尼日利亞的機構(gòu)的研究人員。
微生物多樣性
GMbC于2016年啟動，其使命是在丟失人類微生物組之前保護其多樣性。到目前為止，該項目已從全球34個人口中收集了樣本。GMbC財團包括來自每個樣本收集國家的科學家。
Poyet說：“這項工作是由麻省理工學院牽頭的，但這實際上是一項全球合作。” “通過我們的國際財團，我們將花費時間和精力來收集和保存單個細菌菌株，以便將它們無限期地保存到子孫后代，但所有這些細菌及其衍生物仍歸提供它們的參與者所有。 ”
先前的工作表明，生活在工業(yè)化社會中的人的微生物組的組成與生活在相對孤立的農(nóng)村人中的微生物組有很大不同。非工業(yè)化種群通常具有更大的細菌生物多樣性，包括許多在工業(yè)化種群中不可見的物種。假設飲食，抗生素使用和接觸土壤細菌的差異會導致這些差異。
在細胞研究中，研究人員探索了水平基因轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是當生活在同一環(huán)境中的細菌彼此之間傳遞基因時發(fā)生的。2011年，Alm的實驗室發(fā)現(xiàn)人體腸道是這種類型的基因交換的熱點。但是，利用研究人員當時使用的技術(shù)，他們只能確定這些基因轉(zhuǎn)移可能是在過去5,000年中的某個時候發(fā)生的。
在他們的新研究中，研究人員能夠更準確地估計這些轉(zhuǎn)移發(fā)生的時間。為此，他們比較了不同種類的腸道細菌之間的遺傳差異。當他們比較來自同一個人的成對細菌物種時，他們發(fā)現(xiàn)遺傳相似性的比率要比來自兩個不同人類的相同細菌對的相似度要高得多，這證實了水平基因轉(zhuǎn)移可以在一個人的一生中發(fā)生。 。
“這篇論文真正令人興奮的事情之一是，我們終于能夠回答以下問題：在過去的幾千年中，人類微生物組的水平轉(zhuǎn)移率是否很高?或者，在每個人的一生中，腸道中的蟲子不斷地在相互之間來回交換基因，” Alm說。
特質(zhì)交換
根據(jù)物種的不同，研究人員發(fā)現(xiàn)細菌每年可能會獲得10至100個新基因。研究人員還發(fā)現(xiàn)，生活在工業(yè)化社會中的人們的基因交換率明顯更高，他們還發(fā)現(xiàn)了最常交換的基因類型之間的差異。
舉一個例子，他們發(fā)現(xiàn)在用抗生素處理牲畜的牧民群體中，抗生素抗性基因是交換率最高的基因之一。他們還發(fā)現(xiàn)，來自非工業(yè)化社會的人們，特別是獵人與采集者，與纖維降解相關(guān)基因的基因交換率很高。研究人員說，這是有道理的，因為這些人群通常比工業(yè)化人群消耗更多的膳食纖維。
在工業(yè)化種群中發(fā)現(xiàn)的微生物中，研究人員發(fā)現(xiàn)，其作用是促進基因轉(zhuǎn)移的基因的交換率特別高。這些微生物對于涉及毒力的基因也具有較高的交換率。研究人員現(xiàn)在正在研究這些基因如何影響炎癥性疾病，例如腸易激綜合癥。在工業(yè)化社會中，這種現(xiàn)象比在非工業(yè)化社會中更為常見。
標簽： 腸道細菌
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