@ 2018.01.13 , 23:00

肠道细菌正在悄然改变我们的基因

肠道细菌不仅仅安静地“坐”在那里看着你狼吞虎咽地吃下每一顿饭,研究发现,这些肠道细菌也在悄然改变我们的基因。

在人体的消化系统中,“好”细菌会产生一种化学物质对附近细胞中的染色体产生异变,这一发现有助于我们更好地理解饮食与癌症之间的联系。

由英国Babraham研究所带领的研究小组在人类的结肠上皮组织中发现了DNA,其中含有一种特殊的化学物质,可以作为表观遗传的开关,开启和关闭基因。

更重要的是,研究发现,在身体的另一个地方,大脑中,这些化学物质的含量也被提升了。

巴豆酰化修饰(Crotonylation)是最近发现的一种基因编译过程,它与更常见的一种叫做甲基化的基因操作方式不同。这两个过程的基因编译方式都改变了,通过调整了周围的化学物质,而不改变实际的代码本身。

甲基化作用是将甲基(CH3)加到核苷酸上,通常是胞嘧啶(C),但偶尔也会有腺苷(a) ,将乙酰基转移到组蛋白的蛋白上,使DNA链保持有序排列。研究人员在肠道组织中发现了巴豆酰化修饰的组蛋白,这表明了有些东西确实阻止了细胞去除掉那些乙酰基。当肠道里水果的纤维被微生物发酵时,会产生一种叫做短链脂肪酸(SCFA)的微型有机分子。之前的研究表明,细胞的新陈代谢和巴豆酰化修饰之间有联系,这些短链脂肪酸就是罪魁祸首。

研究人员分析了来自结肠、大脑、肝脏、脾脏和肾脏的组织,并发现在大脑和结肠中有更高水平的组蛋白巴豆酰化修饰现象。为什么这些物质会出现在大脑中,而不是其他器官?这仍然是个谜。然而,这项新的研究表明,最终导致这种反常现象的是细菌。“短链脂肪酸是肠道内细胞的关键能量来源,但我们也已经证明它们影响了基因组的巴豆酰化修饰。”来自Babraham研究院的Rachel解释道。

肠道细菌正在悄然改变我们的基因
Credit:123RF

具体地说,在健康的人类结肠中发现的细菌产生的短链脂肪酸分子,通过阻止一种叫组蛋白去乙酰化酶-2 (HDAC2)的酶去除标记物,促进了巴豆酰化修饰。为了证实细菌确实是起作用的,研究人员设置了对照组,他们给老鼠注射了抗生素,以消灭它们肠道内的大部分细菌菌群。不仅短链脂肪酸分子含量下降,它们肠道内的组蛋白的巴豆酰化修饰也下降了。

这项研究可能会产生一些有益的影响,比如知道人体基因是怎么受自身饮食影响的,这可能会在某种程度上帮助我们的解决饮食和肠道癌之间的关系。全球每年大约有77万人死于肠道癌,找到更多预防和治疗这种疾病的方法是研究人员的首要任务。

同时,这也提醒我们要注意饮食,确保不仅要我们的身体得到了良好的营养,而且我们身体里最小的公民也是如此。

该研究的首席科学家Patrick Varga-Weisz说,“人体内的肠道是无数细菌的家园,这些细菌有助于消化植物纤维等食物,它们也会成为有害细菌的屏障,形成我们的免疫系统。”这些细菌具体怎么影响人体的细胞是这一系列过程的关键部分。

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

本文译自 sciencealert,由译者 一只咸鱼 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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