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機體的腸道微生物組與多種疾病的發生直接相關,包括肥胖、心臟病、糖尿病、甚至神經性障礙和癌症等疾病;近些年來,科學家們一直在對組成微生物組的多種細菌進行分類,來確定哪一種菌羣可能與特定的疾病發生有關;近日,一項刊登在國際雜誌Nature上的研究報告中,來自魏茨曼科學研究學院等機構的科學家們就通過研究回答了這樣一個問題,即如果相同的微生物在不同個體機體中表現不同會引發什麼問題?

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長期以來我們都知道,機體微生物的基因組並不是從我們生下來一直就處於固定狀態,其會失去一些基因,並與其它微生物交換一些基因,或者從環境中獲取一些新的基因,因此對看似相同的菌羣的基因組進行詳細的比較或能揭示出一個基因組而並非其它基因組中DNA的序列,或者是進出線一次或多次出現的序列;這些差異稱之爲結構變異,結構變異(甚至極小的變異)會轉化成爲微生物與宿主之間相互作用的巨大差異,突變可能是良性存在於致病性存在之間的差異,或者其可能會使得細菌對抗生素產生耐藥性。

文章中,研究人員開發了一種新型算法,其能夠系統性地鑑別出人類腸道微生物組中的結構變異,研究者首先對來自900名以色列受試對象機體的微生物組進行分析,成功識別出了7000多個變異,隨後他們通過聯合研究在一大羣荷蘭受試者機體中尋找這些突變,研究者在以色列受試者機體中識別出的大部分結構變異在荷蘭受試者機體中也存在(儘管不同羣體之間的遺傳特性和生活方式存在一定差異)。

隨後研究者詢問這些受試者所鑑別出的結構變異是否與其健康或疾病狀況相關,受試者出現了100多個與疾病風險相關的變異,其中許多關聯性在荷蘭受試者中也出現了。研究者對編碼突變的基因進行分析後發現,該基因能幫助細菌將特定糖類轉化成爲丁酸鹽,丁酸鹽具有抗炎性效應,而且對機體代謝有着積極影響,這或許就能夠幫助解釋擁有攜帶突變和未攜帶突變細菌的個體之間體重的差異。研究者所開發的方法能夠幫助闡明微生物組、健康和疾病之間的關聯,同時也能幫助科學家們鑑別出其關聯性背後的機制。

人類腸道微生物組中存在着千百萬個結構突變,其中有數千個結構突變與疾病和疾病風險直接相關,因爲微生物組與多種不同疾病的發病風險存在一定關聯,後期研究人員希望能夠通過更爲深入的研究來解讀人類機體微生物組的奧祕。

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