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人們發現遺傳學在塑造腸道微生物組方面發揮的作用比以前想像的更大

人們發現遺傳學在塑造腸道微生物組方面發揮的作用比以前想像的更大
  • 研究人員發現,腸道微生物組中的大多數細菌都是可遺傳的,儘管環境因素仍比遺傳因素發揮更大的作用。
  • 他們研究了 14 年來從肯亞安博塞利國家公園的狒狒族群中收集的 16,000 多個腸道微生物組圖譜。
  • 研究團隊也發現,狒狒可遺傳的一些微生物組特徵在人類身上也會遺傳。

這篇文章發表在巴黎聖母院新聞: 

大多數研究表明,我們的腸道微生物群——生活在我們腸道中不斷變化的細菌「雨林」——主要受到我們的生活方式的影響,包括我們吃的東西或我們服用的藥物。

但聖母大學的一項研究發現,遺傳因素的作用比我們以前所知的要大得多。

在最近發表在《科學》雜誌上的這項研究中,研究人員在觀察了14 年來從肯亞安博塞利國家公園的狒狒族群中收集的16,000 多個腸道微生物組圖譜後發現,腸道微生物組中的大多數細菌都是可遺傳的。 然而,這種遺傳力會隨著時間、季節和年齡的變化而改變。 研究團隊也發現,狒狒可遺傳的一些微生物組特徵在人類身上也會遺傳。

「在塑造微生物組方面,環境比基因發揮更大的作用,但這項研究的目的是讓我們從基因在微生物組中發揮很小作用的觀點轉變為基因在微生物組中發揮普遍作用(儘管作用很小)的觀點。

腸道微生物組執行多種工作。 除了幫助食物消化外,它還能產生必需的維生素並有助於訓練免疫系統。 這項新研究首次證明了與遺傳力之間的明確關聯。

先前對人類腸道微生物組的研究表明,只有5% 到13% 的微生物是可遺傳的,但archie 和研究團隊推測這一數字較低是由於研究腸道微生物組的「快照」方法造成的:所有先前的研究僅測量了某一微生物組的微生物組。

在他們的研究中,研究人員使用了 585 隻野生安博塞利狒狒的糞便樣本,通常每隻動物有 20 多個樣本。 樣本中的微生物組特徵顯示狒狒的飲食在雨季和旱季之間存在差異。 收集的樣本包括有關宿主的詳細信息,包括已知的後代、收集時的環境條件、社會行為、人口統計和群體飲食數據。

研究小組發現,97% 的微生物組特徵,包括整體多樣性和個體微生物的豐度,具有顯著的遺傳性。 然而,當僅對單一時間點的樣本進行測試時(如在人類中所做的那樣),遺傳力的百分比似乎要低得多,僅為 5%。 這強調了隨著時間的推移研究來自同一宿主的樣本的重要性。

「這確實表明,在人類工作中,研究人員尚未發現遺傳性的部分原因是,在人類中,他們沒有冰箱中保存了十年半的糞便樣本,而且他們沒有所有的初始宿主他們需要(個人)資訊來梳理這些細節,」阿奇說。

研究團隊確實發現了環境因素影響腸道微生物組性狀遺傳力的證據。 旱季的微生物組遺傳力通常比雨季高 48%,這可能是由於狒狒在雨季的飲食更加多樣化所致。 研究表明,遺傳力也隨著年齡的增長而增加。

由於研究也顯示了環境對狒狒腸道微生物群的顯著影響,因此他們的發現與先前的研究一致,即環境對腸道微生物群變化的影響比加性遺傳效應發揮更大的作用。 結合他們對遺傳成分的發現,該團隊計劃完善對所涉及環境因素的理解。

但了解腸道微生物組中的基因是可遺傳的,為未來辨識由遺傳學塑造的微生物打開了大門。 未來,可以根據人們腸道微生物組的基因組成為他們量身定制治療方法。

安博塞利狒狒計畫始於 1971 年,是世界上對野生靈長類動物進行時間最長的研究之一。 該計畫以草原狒狒為重點,位於東非安博塞利生態系統,乞力馬扎羅山北部。 研究小組追蹤了多個社會群體的數百隻狒狒的一生。 研究人員目前監測了大約 300 隻動物,但已經累積了超過 1,500 隻動物的生活史資訊。

這項研究發表於 科學 2021 年 7 月。



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