腸道細菌正在悄然改變我們的基因

腸道細菌不僅僅安靜地「坐」在那裡看著你狼吞虎咽地吃下每一頓飯，研究發現，這些腸道細菌也在悄然改變我們的基因。

在人體的消化系統中，「好」細菌會產生一種化學物質對附近細胞中的染色體產生異變，這一發現有助於我們更好地理解飲食與癌症之間的聯繫。

由英國Babraham研究所帶領的研究小組在人類的結腸上皮組織中發現了DNA，其中含有一種特殊的化學物質，可以作為表觀遺傳的開關，開啟和關閉基因。

更重要的是，研究發現，在身體的另一個地方，大腦中，這些化學物質的含量也被提升了。

巴豆醯化修飾(Crotonylation)是最近發現的一種基因編譯過程，它與更常見的一種叫做甲基化的基因操作方式不同。這兩個過程的基因編譯方式都改變了，通過調整了周圍的化學物質，而不改變實際的代碼本身。

甲基化作用是將甲基(CH3)加到核苷酸上，通常是胞嘧啶(C)，但偶爾也會有腺苷(a) ，將乙醯基轉移到組蛋白的蛋白上，使DNA鏈保持有序排列。研究人員在腸道組織中發現了巴豆醯化修飾的組蛋白，這表明了有些東西確實阻止了細胞去除掉那些乙醯基。當腸道里水果的纖維被微生物發酵時，會產生一種叫做短鏈脂肪酸(SCFA)的微型有機分子。之前的研究表明，細胞的新陳代謝和巴豆醯化修飾之間有聯繫，這些短鏈脂肪酸就是罪魁禍首。

研究人員分析了來自結腸、大腦、肝臟、脾臟和腎臟的組織，並發現在大腦和結腸中有更高水平的組蛋白巴豆醯化修飾現象。為什麼這些物質會出現在大腦中，而不是其他器官？這仍然是個謎。然而，這項新的研究表明，最終導致這種反常現象的是細菌。「短鏈脂肪酸是腸道內細胞的關鍵能量來源，但我們也已經證明它們影響了基因組的巴豆醯化修飾。」來自Babraham研究院的Rachel解釋道。

Credit:123RF

具體地說，在健康的人類結腸中發現的細菌產生的短鏈脂肪酸分子，通過阻止一種叫組蛋白去乙醯化酶-2 (HDAC2)的酶去除標記物，促進了巴豆醯化修飾。為了證實細菌確實是起作用的，研究人員設置了對照組，他們給老鼠注射了抗生素，以消滅它們腸道內的大部分細菌菌群。不僅短鏈脂肪酸分子含量下降，它們腸道內的組蛋白的巴豆醯化修飾也下降了。

這項研究可能會產生一些有益的影響，比如知道人體基因是怎麼受自身飲食影響的，這可能會在某種程度上幫助我們的解決飲食和腸道癌之間的關係。全球每年大約有77萬人死於腸道癌，找到更多預防和治療這種疾病的方法是研究人員的首要任務。

同時，這也提醒我們要注意飲食，確保不僅要我們的身體得到了良好的營養，而且我們身體里最小的公民也是如此。

該研究的首席科學家Patrick Varga-Weisz說，「人體內的腸道是無數細菌的家園，這些細菌有助於消化植物纖維等食物，它們也會成為有害細菌的屏障，形成我們的免疫系統。」這些細菌具體怎麼影響人體的細胞是這一系列過程的關鍵部分。

這項研究發表在《自然通訊》雜誌上。

本文譯自 sciencealert，由譯者 一隻鹹魚 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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