Science多篇文章發布腸道菌群新發現

日期：2016-02-19 08:53:20

幾年前讓人意料不到大紅大紫的研究領域除了CRISPR技術之外，還有腸道微生物研究，從最開始的與消化健康和肥胖之間的關聯，延伸到免疫系統，癌癥，甚至是下一代的健康，這一研究領域像是開掛了一樣，一路直沖上了熱門研究。

這兩年腸道微生物研究成果很多，最新一期（2月19日）Science雜志也有多項成果，其中包括營養不良是如何影響腸道菌群，腸道真菌分解生物質，以及通過分析細菌的酶來發現新型抗生素。

首先來自華盛頓大學醫學院等處，和法國國家科學研究院的兩個研究組發現了營養不良對腸道微生物的影響，并指出了某些微生物能消除營養不良給身體帶來的負面作用。

第一個研究組揭示了營養不良是如何在嬰兒腸道中改變微生物種類的組合，繼而阻礙兒童的身體成長。此外，他們發現了兩種微生物，當它們被植入到腸道微生物群發育與年齡不相稱的小鼠腸道內時，可對抗生長受損。第二個研究組發現了兩種腸道微生物能通過生長激素信號傳導，影響出生后小鼠的生長，緩沖慢性營養不良造成的不良反應。

這些研究成果對全球數百萬營養不良兒童具有重要意義，通過進一步分析這些特殊的腸道微生物，也許能找到解決營養不良的部分辦法。

而來自加州大學圣塔芭芭拉分校的研究人員采集了有著不同飲食的食草哺乳動物的糞便樣本，分離了3種先前未被鑒定的腸道微生物：Anaeromyces robustus, Neocallimastix californiae, 和 Piromyces finnis 。

這些真菌的酶的分解木質纖維素的能力堪比那些目前所用的市售酶，并在有些時候其性能甚至超越這些市售酶，尤其是Piromyces具有高達三倍的分解植物細胞壁成分的能力。這將有助于簡化生物燃料的生產并降低其生成成本。

此外，關于細菌的研究，還有來自英國牛津大學的一組研究人員解析了一種關鍵細菌酶，分析了其結構和信號復合物，以及抗生素如何與這種酶結合，并抑制其作用的機制。

LspA是一種革蘭氏陰性菌脂蛋白信號肽酶，革蘭氏陰性菌分泌的蛋白首先需要通過前體蛋白的形式進行運輸，在運輸過程中，由細胞膜結合的信號肽酶LspA將前體蛋白的信號序列切割后，成熟蛋白質釋放到周漿間隙。

研究人員利用X射線捕獲了一種鏈霉菌來源的環肽結構的抗生素：Globomycin與LspA的結合過程，從而識別了其結合位點和結構。同時研究數據也揭示了蛋白殘基如何促進這一位點的結合。研究人員通過構建不同的殘基突變和模型，發現了兩種關鍵的殘基—— Asp124 和 Asp143，這將有助于科學家們了解細菌感染的過程，從而研發出更有效的抗生素。

除了這些作用以外，近年來不少科學家開始利用腸道菌群治療疾病，他們指出人體腸道微生物目前最清楚的功能之一就是能抵抗腸道病原體在腸道中的侵占，因此重建微生物群將是一種很有希望的治療方法，但是這面臨著很大的挑戰。

前年來自荷蘭瓦赫寧根大學的研究人員對1000名西方個體進行了腸道中細菌的深入大范圍分析，目的在于揭示我們人類機體腸道生態系統所表現出的特性。研究人員表示，多種細菌群落更易于變得非常豐富或者幾乎沒有；而雙穩定狀態下的細菌具有較高的獨立性，而且其特殊的組合會被用于對其自身進行分類，這些細菌狀態的交替往往和許多宿主因子比如老化及過重直接相關，因此研究者指出，必須加強潛在的靶向診斷以及靶向治療手段。