細菌使用自私策略在人類腸道中取得成功

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，人類腸道中發(fā)現(xiàn)的一種細菌可以通過保持糖分營養(yǎng)來獲得競爭優(yōu)勢。

該研究的作者說，這些發(fā)現(xiàn)最終可能會導(dǎo)致更好地診斷和治療與腸道細菌失衡有關(guān)的疾病。

魯米諾球菌(R. gnavus)是稱我們消化道為家的數(shù)萬億微生物之一。這些微生物被統(tǒng)稱為“微生物群”，在維持健康方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

嚙齒類念珠菌是幾種腸道細菌，其中一種是覓食并以腸道內(nèi)襯的保護性粘液中發(fā)現(xiàn)的酸性糖(稱為唾液酸)為食。

營養(yǎng)來源

在諾里奇Quadram研究所的研究人員的帶領(lǐng)下，包括約克大學(xué)的科學(xué)家在內(nèi)，研究小組發(fā)現(xiàn)，盡管其他粘液覓食細菌釋放出一種稱為唾液酸的食物，以供微生物群的其他成員代謝R. gnavus。化學(xué)修飾它，以便只有它可以受益。

研究人員發(fā)現(xiàn)，R。gnavus具有一種蛋白質(zhì)，可將修飾的唾液酸特異地轉(zhuǎn)運到其細胞中。一旦進入細胞，細菌便可以去除修飾，使其代謝糖酸作為營養(yǎng)來源。

研究表明，這種獨特的代謝途徑的基因簇在其他細菌中很少發(fā)現(xiàn)。當研究人員將這些基因敲除時，會嚴重破壞細菌在腸道粘液層中定殖的能力，這表明該過程在細菌繁殖中的重要性。

聰明的策略

約克大學(xué)生物系的Gavin Thomas教授說：“ Quadram研究所的Andrew Bell參觀了我們的實驗室，因為我們在細菌如何運輸唾液酸方面具有領(lǐng)先的專業(yè)知識。

“這項研究的結(jié)果提供了另一個很好的例子，說明細菌如何相互競爭以爭奪有限的食物，以確保它們不會挨餓。它進一步證明了存在于我們腸道內(nèi)的細菌混合物的復(fù)雜性，并且可能還為與微生物群失衡有關(guān)的疾病的生物標志物或療法提供了新的靶標。”

在大約90%的人類中發(fā)現(xiàn)了R. gnavus，被認為是“正常”腸道菌群的普遍成員。但是，在患有包括炎癥性腸病(IBD)在內(nèi)的許多疾病的人的微生物區(qū)系中，它的含量也過高。

下一代治療

有關(guān)細菌如何在腸道中獲得競爭優(yōu)勢的新知識可以幫助診斷IBD和其他疾病。它也可能導(dǎo)致針對R. gnavus菌株的下一代基于益生元的治療。

該研究的主要作者，娜塔莉鋸割教授從Quadram研究所，說：“我們認為，通過修改唾液酸酸，R. gnavus確保它始終保持了蛋糕本身的一部分，該戰(zhàn)略有助于其成功殖民粘液層，很可能落后于人類腸道菌群的流行。”