細(xì)菌使用自私策略在人類(lèi)腸道中取得成功

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，人類(lèi)腸道中發(fā)現(xiàn)的一種細(xì)菌可以通過(guò)保持糖分營(yíng)養(yǎng)來(lái)獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

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

魯米諾球菌(R. gnavus)是稱(chēng)我們消化道為家的數(shù)萬(wàn)億微生物之一。這些微生物被統(tǒng)稱(chēng)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(lèi)念珠菌是幾種腸道細(xì)菌，其中一種是覓食并以腸道內(nèi)襯的保護(hù)性粘液中發(fā)現(xiàn)的酸性糖(稱(chēng)為唾液酸)為食。

營(yíng)養(yǎng)來(lái)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(xì)菌釋放出一種稱(chēng)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(yùn)到其細(xì)胞中。一旦進(jìn)入細(xì)胞，細(xì)菌便可以去除修飾，使其代謝糖酸作為營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。

研究表明，這種獨(dú)特的代謝途徑的基因簇在其他細(xì)菌中很少發(fā)現(xiàn)。當(dāng)研究人員將這些基因敲除時(shí)，會(huì)嚴(yán)重破壞細(xì)菌在腸道粘液層中定殖的能力，這表明該過(guò)程在細(xì)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(shuō)：“ Quadram研究所的Andrew Bell參觀了我們的實(shí)驗(yàn)室，因?yàn)槲覀冊(cè)诩?xì)菌如何運(yùn)輸唾液酸方面具有領(lǐng)先的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

“這項(xiàng)研究的結(jié)果提供了另一個(gè)很好的例子，說(shuō)明細(xì)菌如何相互競(jìng)爭(zhēng)以爭(zhēng)奪有限的食物，以確保它們不會(huì)挨餓。它進(jìn)一步證明了存在于我們腸道內(nèi)的細(xì)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(biāo)志物或療法提供了新的靶標(biāo)。”

在大約90%的人類(lèi)中發(fā)現(xiàn)了R. gnavus，被認(rèn)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(guò)高。

下一代治療

有關(guān)細(xì)菌如何在腸道中獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的新知識(shí)可以幫助診斷IBD和其他疾病。它也可能導(dǎo)致針對(duì)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(shuō)：“我們認(rèn)為，通過(guò)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(lèi)腸道菌群的流行。”