細菌使用自私策略在人類腸道中取得成功

科學家發(fā)現，人類腸道中發(fā)現的一種細菌可以通過保持糖分營養(yǎng)來獲得競爭優(yōu)勢。

該研究的作者說，這些發(fā)現最終可能會導致更好地診斷和治療與腸道細菌失衡有關的疾病。

魯米諾球菌(R. gnavus)是稱我們消化道為家的數萬億微生物之一。這些微生物被統(tǒng)稱為“微生物群”，在維持健康方面發(fā)揮著至關重要的作用。

嚙齒類念珠菌是幾種腸道細菌，其中一種是覓食并以腸道內襯的保護性粘液中發(fā)現的酸性糖(稱為唾液酸)為食。

營養(yǎng)來源

在諾里奇Quadram研究所的研究人員的帶領下，包括約克大學的科學家在內，研究小組發(fā)現，盡管其他粘液覓食細菌釋放出一種稱為唾液酸的食物，以供微生物群的其他成員代謝R. gnavus?；瘜W修飾它，以便只有它可以受益。

研究人員發(fā)現，R。gnavus具有一種蛋白質，可將修飾的唾液酸特異地轉運到其細胞中。一旦進入細胞，細菌便可以去除修飾，使其代謝糖酸作為營養(yǎng)來源。

研究表明，這種獨特的代謝途徑的基因簇在其他細菌中很少發(fā)現。當研究人員將這些基因敲除時，會嚴重破壞細菌在腸道粘液層中定殖的能力，這表明該過程在細菌繁殖中的重要性。

聰明的策略

約克大學生物系的Gavin Thomas教授說：“ Quadram研究所的Andrew Bell參觀了我們的實驗室，因為我們在細菌如何運輸唾液酸方面具有領先的專業(yè)知識。

“這項研究的結果提供了另一個很好的例子，說明細菌如何相互競爭以爭奪有限的食物，以確保它們不會挨餓。它進一步證明了存在于我們腸道內的細菌混合物的復雜性，并且可能還為與微生物群失衡有關的疾病的生物標志物或療法提供了新的靶標。”

在大約90%的人類中發(fā)現了R. gnavus，被認為是“正常”腸道菌群的普遍成員。但是，在患有包括炎癥性腸病(IBD)在內的許多疾病的人的微生物區(qū)系中，它的含量也過高。

下一代治療

有關細菌如何在腸道中獲得競爭優(yōu)勢的新知識可以幫助診斷IBD和其他疾病。它也可能導致針對R. gnavus菌株的下一代基于益生元的治療。

該研究的主要作者，娜塔莉鋸割教授從Quadram研究所，說：“我們認為，通過修改唾液酸酸，R. gnavus確保它始終保持了蛋糕本身的一部分，該戰(zhàn)略有助于其成功殖民粘液層，很可能落后于人類腸道菌群的流行。”