原創 生物通小通 生物通 2019-10-31
“用某些細菌在腸道內定植的通用方法可能永遠不會成功”
這些微生物被稱為腸道微生物組，在人們的健康中發揮著關鍵作用
人體的腸道是一個危險的地方。
生活在我們腸道中的細菌會分泌出毒素，用以阻止微生物入侵者。但是每個人的腸道都有自己的一套毒素，來自霍華德休斯醫學研究所院的科學家最新研究指出，它們必須有自己的一套“passcode”才能生存下去。
這一研究發現公佈在10月30日的Nature雜誌上。這項研究朝著適合不同人群改變有益微生物的方向邁出了第一步。
文章作者，霍華德休斯醫學研究所的Joseph Mougous說，研究結果表明，對於益生菌或活體生物療法而言，還沒有一種萬能的方法，可以通過細菌營養品促進健康細菌生長。
他說：“操縱腸道微生物來促進健康，很有潛力，但目前尚不清楚這些腸道的細菌規則。”
細菌防禦機制
人體腸道中充滿了細菌。每克糞便含有約1000億個細菌細胞，腸道細菌的數量與人類細胞的數量比例高達10：1。這些微生物（統稱為腸道微生物組）承擔著各種各樣的工作，Mougous說。他們消化食物，保持腸道表面完整，提供維生素，並排除有害細菌。“腸道微生物組對人類健康非常重要——我們當然要了解清楚。”
在過去的十年中，Mougous的小組研究出了一種細菌防禦機制，該機制稱為VI型分泌系統。這就像一個分子注射器，將毒素猛擊到鄰近的細胞中。毒素會破壞細胞壁，切割膜並耗盡細胞的能源。他說：“它們非常陰險。”
細菌利用免疫基因來中和這些毒素並保護自己。入侵者缺乏正確基因的入侵者，會從腸道排出。Mougous的團隊曾經以為毒素和免疫力基因像鎖和鑰匙一樣成對出現。但是最新研究中，通過對來自1000多個人類糞便樣本的數據進行的分析顯示出令人驚訝的結果。
脆弱擬桿菌（Bacteroides fragilis）的免疫基因遠遠超過了毒素基因。研究小組發現，所有這些額外的免疫基因實際上都屬於其他細菌。這些細菌竊取了脆弱擬桿菌的基因，保護自己免受毒素的侵害。Mougous表示，這意味著基因對於細菌在腸道中的生存至關重要。這是科學家以前從未知曉的。
Mougous與微生物學家Benjamin Ross，Elhanan Borenstein等人合作進行了基因組分析。Mougous說：“這種合作非常有趣，因為它使我們兩個團隊都進入了新領域。”
實驗表明，免疫基因簇聚集在DNA片段上，這些DNA片段可以從一個細菌菌株轉移到另外一個細菌菌株。在實驗室培養皿和活體小鼠中，研究人員發現攜帶這些基因的細菌立即對脆弱擬桿菌的毒素產生了抗性。
研究小組發現，人類糞便樣品具有毒素和免疫基因的獨特組合。“因此，在一個人的微生物組中生存所需要的東西可能與另一個人的微生物組中有所不同。”
他說，研究結果可以解釋為什麼人們很難修補他們的微生物組組成。“用某些細菌在腸道內定植的通用方法可能永遠不會成功，因為這需要個體化分析。”
參考文獻：
Human gut bacteria harbor acquired interbacterial defense systems
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關鍵字: 霍華德·休斯 2019未來科學大獎 睡服百萬大菌
