Nature:“自私”的微生物组

编辑: 逍遥路 关键词: 初中生物 来源: 高中学习网


酵母是一种与人类密切相关的单细胞微生物,在有氧和无氧环境下都能生存。人类很久以前就学会了用酵母酿酒和做面包,这样的饮食也塑造了我们独特的肠道菌群(微生物组)。

人类肠道生活着大量的共生菌,这些细菌怎样从人类多样化的饮食中获得营养呢?Newcastle大学和Michigan大学的研究团队对这个问题进行了研究。他们发现,肠道中的革兰氏阴性菌B.thetaiotaomicron在漫长的进化中学会了分解酵母细胞壁的复杂碳水化合物,它们通过这种“自私”的代谢机制在肠道微生物组中占据了优势。这项研究发表在本周的Nature杂志上,文章的通讯作者是HarryGilbert教授、EricMartens博士和WadeAbbott博士。

人类食用发酵食物和饮料已经有七千多年历史了,酵母的甘露聚糖(Mannan)普遍存在于面包、啤酒、葡萄酒等发酵食物中。甘露聚糖是一种很难分解的复杂碳水化合物,但肠道菌B.thetaiotaomicron却能以此为食。研究人员认为,这种独特的能力为它们提供了一定的生存优势。

“最令我们惊讶的是,B.thetaiotaomicron能够特异性识别酵母的复杂碳水化合物,比如存在于啤酒、葡萄酒和面包的甘露聚糖,”Michigan大学的助理教授Martens说。

为了维持肠道壁的健康,肠道细胞处于不断的脱落和更新之中,而肠道菌能回收利用这些细胞上类似甘露聚糖的碳水化合物。研究人员推测,B.thetaiotaomicron可能就是这样演化出了分解甘露聚糖的能力。

“这些细菌比我们想象的更加聪明。宿主和酵母的碳水化合物在化学上是很相似的,但这些细菌能够加以识别,并通过不同策略进行降解,”Martens说。“一般而言我们食用的酵母并不多,但已经足以对肠道菌产生生理性影响。”

研究人员指出,为微生物组的特定成员提供营养,能够促进益生菌的生长。人们可以在此基础上开发更好的益生元药物,对酵母感染和自身免疫疾病(比如克罗恩病)进行治疗。


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