Nat Commun：科學家闡明腸道有益細菌控制宿主基因表達的分子機理

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最近，一篇發表在國際雜誌Nature Communications上的研究報告中，來自巴布拉漢研究所等機構的研究人員通過研究發現了腸道有益菌控制機體細胞基因表達的一種特殊方式，研究結果表明，來自細菌的化學信號能夠改變人類基因組中關鍵化學標記的位置，通過以這種方式進行「交流」，細菌或許就能有效幫助機體抵禦感染並且抑制癌症發生。

圖片來源：Babraham Institute

文章中，研究者Patrick Varga-Weisz等人通過研究揭示了在水果和蔬菜消化過程中腸道細菌所產生的化學物質如何影響腸道內壁細胞的基因表達，這些名為短鏈脂肪酸的分子能從細菌細胞中移動進入宿主細胞中，從而誘發一系列改變基因活性的過程，最終就會影響宿主的行為。

研究者指出，短鏈脂肪酸能夠增加宿主機體化學標記的數量，這些名為crotonylations的標記也是研究人員最新才發現的，其是機體基因組表觀遺傳標記物的「附加物」；這種短鏈脂肪酸分子能夠通過關閉名為HDAC2的蛋白功能來增加crotonylations標記的數量，因此crotonylations的改變就會通過開啟或關閉基因的表達來改變基因的活性。

研究人員對腸道中缺失大部分細菌的小鼠進行研究，結果表明，相比正常小鼠而言，這些小鼠機體的腸道細胞含有大量的HDAC2蛋白，其他研究人員也發現，HDAC2的增加或許和結直腸癌發生風險增加直接相關，這也就意味著，調節腸道細胞中的crotonylations對於有效抑制癌症發生至關重要，同時也強調了有益細菌和健康飲食在這個過程中的重要性。

文章第一作者Rachel Fellows表示，短鏈脂肪酸是腸道細胞的關鍵能量來源，如今我們通過研究發現其能改變基因組的crotonylations；crotonylations標記在很多細胞中都存在，而且在腸道細胞中尤為普遍，本文研究中研究者就通過鑒別HDAC2蛋白的新型角色來對此進行解釋，隨後研究人員還發現crotonylations參與到了多種癌症的發生過程之中，未來其或許能作為一種新型藥物靶點來幫助開發治療癌症等多種疾病的新型療法。

最後研究者Patrick Varga-Weisz說道，我們的腸道是很多細菌的「家」，這些細菌能幫助機體消化諸如植物纖維等食物，其同事也能作為抵禦有害細菌的屏障，同時還能「訓練」機體免疫系統；然而這些細菌能通過影響細胞的功能來發揮作用；本文研究中研究人員就闡明了短鏈脂肪酸分子如何調節包裝基因組的蛋白質的功能，從而實現影響基因活性的目的。

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