@ 2015.08.10 , 17:00
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肠道感染的终极奥义——又是基因组的问题

当你的肠道发生感染,你不是一个人在战斗!EPFL的科学家发现,不同人的基因将导致差异巨大的肠道微生物群落组成差异,这一研究发现将改变肠道疾病的治疗方案。

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考虑每天我们会摄入大量的微生物,我们的肠道也进化出一个十分发达和方式多样的免疫机制。在面临一些急性和慢性消化道疾病时,这些免疫机制将起到重要的作用,但是这种效果却因人而异。一个长期困扰科学家的问题就是:我们的基因是如何影响肠道免疫系统抵抗感染的。

瑞士洛桑联邦理工学院的科学家最近发现,肠道免疫力并非仅受单个基因的影响,而是由若干个基因组共同控制的,这一发现打破了原有的针对肠道疾病的的单一基因相关性的简单看法,相关论文发表在《Nature communications》上。

一个健康的肠道中含有大量的益生菌,他们帮助我们消化和处理食物。但是其他的细菌会导致肠道感染,这就是为什么肠道进化出了现有的免疫机制。在进食时,细菌刺激肠道细胞产生一些能够抗微生物的化合物,能够与感染性微生物的分子发生反应,但是这些物质也会损害肠道组织。为此,细胞还需要在受损区域释放另一些物质,来激活肠道干细胞再生,促进组织愈合。

然而,肠道免疫机制因人而异。一些人更容易被感染,因此他们在摄取相同的食物之后表现截然不同,比如两个人同时吃了有沙门氏菌的汉堡,其中仅有一人可能生病。关键问题就在于两人之间的遗传差异性,相关研究十分匮乏。

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Bart Deplancke实验室在和EPFL的Bruno Lemaitre实验室合作研究时,发现基因对肠道免疫影响的相关方式,研究人员抛开原有的认知局限,把研究对象从单一基因扩充到“基因簇”的复杂层面。

研究基因多样性的难点就在于人,因为每个人的可变因素太多:不同的饮食习惯,生长速度,作息规律等等。很难在研究中将这些环境因素从遗传效应中剔除。

于是,生物工程中的常客,果蝇就再次登场了,因为实验室环境能够对果蝇的生长环境进行标准化控制,这种条件下能够控制变量进行研究。

新的研究中,科学家不再关注单一基因的结果,Maroun Bou Sleiman博士和博士后 Dani Osman先控制果蝇的生长因素,然后使用相同量的细菌去感染他们。

他们发现,不同品种的果蝇对肠道感染的敏感性差距巨大。在一些果蝇中,某种细菌将导致整个测试组全部挂掉,而对另一组毫无影响,而别的组则有一定比例死亡。

结论就是:在环境,食物,温度等因素控制相同之后,不同基因组的果蝇对肠道感染的能力差异巨大。

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确定是基因组的问题之后,接下来就是要找到对应的基因了,这就需要借助基因技术和计算机计算了。

科学家发现了几种针对肠道免疫的新的影响因素,这些因素的表达都不是来自单一基因,而是多个片段协同工作的。他们所发现的其中一组基因与分泌能够与感染性微生物反应的分子有关。

还有一组基因与下列反应行为有关,在受到肠道感染时,通过降低肠道相关反应的氧活性,降低反应,间接减少反应对肠道的伤害。还有些基因有助于加速肠道细胞组织的愈合。而对照组的果蝇则缺乏相关的基因组,这就意味着,肠道感染是致命的。

相关的问题,同样表现在人类身上(难道这就是我吃根黄瓜就拉稀的奥义么)

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相关论文见
Bou Sleiman MS, Osman D, Massouras A, Hoffmann AA, Lemaitre B, Deplancke B. Genetic, molecular and physiological basis of variation in drosophila gut immunocompetence. Nature Communications 27 July 2015. DOI: 10.1038/ncomms8829

本文译自 epfl,由译者 邻家乖蜀黍 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 12+1

  1. 喵喵
    @2 years ago
    2893820

    那么。。。我们今天晚饭该吃点什么?

  2. 2893828

    倒数第二图,yd周一?

  3. 想念圣诞节
    @2 years ago
    2893836

    唉 前几年brown fat火大家都在做brown 现在microbiota火,大家又扑到微生物上。

  4. 邻家怪蜀黍
    @2 years ago
    2893841

    为什么要说 ”又“

  5. 2893843

    你生病,你癌症,你不聪明,你穷,你丑,你胖,你没人爱,都是基因的错

    [24] XX [0] 回复 [0]
  6. 路人①
    @2 years ago
    2893884

    所以我老是拉肚子一定是基因的错

  7. 2893927

    基因就是本体,怪罪基因的错,自己是被冤枉的,我也是醉了~

  8. 梦游的肥皂泡
    @2 years ago
    2893938

    我拉肚子是因为吃了一块上个月买来却没有放冰箱里的拿破仑蛋糕……

  9. 写写画画
    @2 years ago
    2893975

    图三提供者:不破冰菓

    另现在就算复制编辑中的评论内容粘贴也会变成“煎蛋版权所有”了啊。

  10. 2893992

    物竞天择,
    不是中国人吧。

  11. 梨花树
    @2 years ago
    2894014

    @BBC: 都是时臣的错!

  12. 邻家怪蜀黍
    @2 years ago
    2894070

    @写写画画: 在代码栏复制试试

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