新研究表明,肠道微生物群中的大多数细菌是可遗传的

共生细菌在生物体中随处可见,但尚不清楚肠道细菌和宿主之间的联系是否可遗传。在一项新的研究中,来自圣母大学(University of Notre Dame)和其他地方的生物学家检测了585只野生狒狒的微生物群变化,这些狒狒来自肯尼亚安博塞利国家公园(Amboseli National Park) 14年来收集的样本;几乎所有测试的微生物组性状都显示出一定程度的统计显著遗传力;研究人员还发现,在狒狒身上可以遗传的一些微生物群特征在人类身上也可以遗传。

Grieneisen等人分析了超过14年从585只野生狒狒身上收集到的16234个肠道微生物组,揭示了宿主基因对肠道微生物组的影响几乎是普遍的。图片来源:Darryl Leja,国家人类基因组研究所,国家卫生研究院。

Grieneisen.分析了从585只野生狒狒身上收集的超过14年的16234个肠道微生物组,揭示了宿主基因对肠道微生物组的影响几乎是普遍的。图片来源:Darryl Leja,国家人类基因组研究所,国家卫生研究院。

圣母大学生物科学系研究员伊丽莎白·阿奇(Elizabeth Archie)教授说:“在塑造微生物群落方面,环境的作用比你的基因更大。”

“但我们的研究让我们不再认为基因在微生物群中发挥的作用很小,而是认为基因发挥的作用很小,但很普遍。”

肠道微生物群有几个功能。除了帮助食物消化,它还能产生必要的维生素,并帮助训练免疫系统。

此前对人类肠道微生物组的研究表明,只有5-13%的微生物是可遗传的,但阿奇教授和同事假设,这个低数字是由于研究肠道微生物组的“快照”方法造成的:所有之前的研究都只是在一个时间点上测量微生物组。

在他们的研究中,研究人员观察了585只野生安博塞利狒狒的16234个肠道微生物组。

样本中的微生物组显示了狒狒的饮食在旱季和雨季之间的变化。

科学家们发现,97%的微生物群特征,包括整体多样性和个体微生物的丰度,明显是可遗传的。

然而,当样本只从一个时间点进行测试时,就像在人类身上做的那样,遗传率似乎要低得多,只有5%。这强调了长期研究来自同一宿主的样本的重要性。

“这确实表明,在人类的工作,研究人员没有发现遗传的部分原因是因为人类没有十年半冰箱的粪便样本,他们没有所需的所有初始主机(个人)信息梳理这些细节,”阿奇教授说。

在旱季,微生物群的遗传率通常比在潮湿季节高48%,这可能是因为狒狒在雨季的饮食更多样化。遗传率也随着年龄的增长而增加。

作者说:“因为这项研究还显示了环境对狒狒肠道微生物群的重大影响,我们的发现与之前的研究一致,表明环境对肠道微生物群变化的影响比添加的遗传影响更大。”

他们的发现出现在本周的杂志上科学

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劳拉Grieneisen.2021.肠道微生物组遗传率几乎是普遍的,但与环境有关。科学373 (6551): 181 - 186;doi: 10.1126 / science.aba5483

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