與人體腸道微生物的數百萬個基因相比，組成人類基因組的兩萬多個基因往往相形失色。此前研究發現，腸道微生物與肥胖、糖尿病、心臟病，甚至神經紊亂和癌症等疾病存在着千絲萬縷的聯繫。近年來，全世界科學家一直在對各種腸道微生物進行分類，並探索這些微生物與疾病的關係。但近日發表於《自然》雜誌的一篇論文則提出了一個新的問題：爲何相同的微生物在不同個體中會有不同的表現？

　　與人類基因組不同，腸道微生物基因組從誕生起就不是固定的。在發展過程中，腸道微生物往往會丟失部分基因，或與其他微生物進行基因交換，從環境中獲得新的基因。因此，對看似相同的細菌基因組進行比較則會發現很多DNA序列差異。在這項最新研究中，科學家發現，即使是很微小的結構變異，也能轉化爲微生物與人類宿主互作方式的巨大差異，帶來顯著的表型變化。一種變異可能導致良性與致病性的差異，也可能使細菌對抗生素產生不同的耐藥性。

　　在這項研究中，以色列魏茲曼科學院的研究團隊對近900名健康個體進行了宏基因組測序，並開發了一種能夠系統識別人類腸道微生物組結構變異的算法。利用這種算法，研究團隊從56種腸道微生物中識別出7,000多種變異。接下來，研究團隊與荷蘭格羅寧根大學的研究人員進行合作，並在一組荷蘭受試者的微生物組中尋找了這些變異。他們發現，儘管兩組個體在基因和生活方式上存在差異，但他們在以色列研究對象中發現的大部分結構變異也能在荷蘭人羣中找到。

　　接下來，研究團隊對其發現的結構變異是否與健康或疾病有關進行了探索。他們發現，超過100多種結構變異與疾病風險相關。其中許多風險關聯也在荷蘭人羣隊列中得到了驗證。例如，某些具有特定微生物基因組結構變異的個體，平均體重要比有具有相同腸道微生物，但無變異的個體瘦6公斤，腰圍也小4釐米。研究團隊分析這種基因變異的編碼能力後發現，這些變異賦予了細菌將某些糖轉化爲丁酸鹽的潛在能力。這可以幫助解釋不同個體間的體重差異。在這，小編終於可以爲體重找到新理由了：腸道微生物基因變得“不對”！

　　論文通訊作者Eran Segal表示：“我們表明，結構變異代表着微生物組的一個新生信息層，我們認爲它與人類健康密切相關。”這一方法或將幫助研究人員準確探索人類微生物組與健康及疾病之間的聯繫，而這些通常會被其他方法所忽略。他還強調：“這種方法的真正潛力在於能讓我們找到關聯背後的實際機制。”

　　研究人員估計，人類腸道微生物組中可能存在成千上萬種結構變異，其中數千種變異可能與疾病及疾病風險相關。由於微生物組的變化涉及如此多種不同的症狀和疾病，未來，這項研究可能對尋找更好、更有針對性治療疾病的益生菌產生深遠影響。

　　參考資料：

　　1. Structural variation in the gut microbiome associates with host health

　　2. Gut Microbe Structural Variants Implicated in Health-Related Host Traits

　　3. Same microbe, different effect

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