腸道細(xì)菌可以實(shí)現(xiàn)跨越物種交流
近幾年,腸道細(xì)菌逐漸顯露出各種“本領(lǐng)”,不僅幫助我們消化食物,還有很多重要的作用,例如調(diào)節(jié)人體的免疫系統(tǒng)。然而,根據(jù)發(fā)表在《細(xì)胞》上的一項(xiàng)最新研究,腸道細(xì)菌的交流能力高得出人意料:它們竟然可以實(shí)現(xiàn)跨越物種交流,對(duì)宿主的基因表達(dá)進(jìn)行控制。
美國(guó)凱斯西儲(chǔ)大學(xué)(Case Western Reserve University)醫(yī)學(xué)院、克利夫蘭醫(yī)學(xué)中心和哈佛醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們組成的一支研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),腸道細(xì)菌分泌的一種分子會(huì)附著在宿主的多種蛋白質(zhì)上,從而改變宿主調(diào)節(jié)自身基因表達(dá)的能力,影響宿主發(fā)育。
用領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)研究的作者Jonathan Stamler博士的話說,“腸道有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu),許多研究人員都在尋找細(xì)菌會(huì)用什么樣不同尋常的物質(zhì)對(duì)人類健康造成可能的影響。”然而,這群科學(xué)家發(fā)現(xiàn)腸道細(xì)菌分泌的這種分子并非微生物才有的“非主流”化合物,卻是哺乳動(dòng)物(包括人類)各種組織中普遍存在的信使分子:一氧化氮。
在哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi),一氧化氮以一種被稱為S-亞硝基化的方式對(duì)蛋白質(zhì)提供修飾,調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的穩(wěn)定、定位和相互作用。據(jù)估計(jì),整個(gè)蛋白質(zhì)組的70%可能都受到S-亞硝基化的翻譯后修飾,其影響涉及代謝、能量利用、運(yùn)動(dòng)甚至動(dòng)物的壽命。
而當(dāng)科學(xué)家們?cè)谀J缴锞€蟲的體內(nèi)追蹤腸道細(xì)菌分泌的一氧化氮時(shí),發(fā)現(xiàn)這些微生物來源的一氧化氮分子可以對(duì)宿主的多種蛋白進(jìn)行S-亞硝基化??梢哉f,腸道細(xì)菌們就像掌握了一門通用語言來與宿主基因進(jìn)行交流。
其中,研究人員選擇了一種對(duì)發(fā)育至關(guān)重要的蛋白ALG1,觀察這種蛋白會(huì)如何受到腸道細(xì)菌的影響。當(dāng)研究人員把分泌一氧化氮的細(xì)菌喂食給線蟲后,觀察到分泌的一氧化氮分子附著到線蟲的ALG1上。而過多的一氧化氮讓線蟲的正常發(fā)育受到影響,出現(xiàn)畸形。
值得注意的是,ALG1是一種在進(jìn)化上從線蟲到人類高度保守的蛋白。換言之,在哺乳動(dòng)物體內(nèi),當(dāng)共生的微生物產(chǎn)生了過多的一氧化氮,這種蛋白或許也會(huì)通過同樣的S-亞硝基化修飾受到影響,有可能也會(huì)導(dǎo)致發(fā)育問題。
正如有人想到用植入益生菌的方式來改善消化或其他代謝問題,這項(xiàng)研究的新發(fā)現(xiàn)也讓Stamler博士設(shè)想出一種潛在的治療思路,或許可以給腸道接種細(xì)菌來調(diào)整一氧化氮的釋放,利用這一物種間通用的信號(hào)通路改善人體健康。
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