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Nature:“自私”的微生物组
2015-01-09 21:17  

酵母是一种与人类密切相关的单细胞微生物,在有氧和无氧环境下都能生存。人类很久以前就学会了用酵母酿酒和做面包,这样的饮食也塑造了我们独特的肠道菌群(微生物组)。

酵母是一种与人类密切相关的单细胞微生物,在有氧和无氧环境下都能生存。人类很久以前就学会了用酵母酿酒和做面包,这样的饮食也塑造了我们独特的肠道菌群(微生物组)。

人类肠道生活着大量的共生菌,这些细菌怎样从人类多样化的饮食中获得营养呢?Newcastle大学和Michigan大学的研究团队对这个问题进行了研究。他们发现,肠道中的革兰氏阴性菌B. thetaiotaomicron在漫长的进化中学会了分解酵母细胞壁的复杂碳水化合物,它们通过这种“自私”的代谢机制在肠道微生物组中占据了优势。这项研究发表在本周的Nature杂志上,文章的通讯作者是Harry Gilbert教授、Eric Martens博士和Wade Abbott博士。

人类食用发酵食物和饮料已经有七千多年历史了,酵母的甘露聚糖(Mannan)普遍存在于面包、啤酒、葡萄酒等发酵食物中。甘露聚糖是一种很难分解的复杂碳水化合物,但肠道菌B. thetaiotaomicron却能以此为食。研究人员认为,这种独特的能力为它们提供了一定的生存优势。

“最令我们惊讶的是,B. thetaiotaomicron能够特异性识别酵母的复杂碳水化合物,比如存在于啤酒、葡萄酒和面包的甘露聚糖,”Michigan大学的助理教授Martens说。

为了维持肠道壁的健康,肠道细胞处于不断的脱落和更新之中,而肠道菌能回收利用这些细胞上类似甘露聚糖的碳水化合物。研究人员推测,B. thetaiotaomicron可能就是这样演化出了分解甘露聚糖的能力。

“这些细菌比我们想象的更加聪明。宿主和酵母的碳水化合物在化学上是很相似的,但这些细菌能够加以识别,并通过不同策略进行降解,”Martens说。“一般而言我们食用的酵母并不多,但已经足以对肠道菌产生生理性影响。”

研究人员指出,为微生物组的特定成员提供营养,能够促进益生菌的生长。人们可以在此基础上开发更好的益生元药物,对酵母感染和自身免疫疾病(比如克罗恩病)进行治疗。

原文检索:

Fiona Cuskin, Elisabeth C. Lowe, Max J. Temple, Yanping Zhu, Elizabeth A. Cameron, Nicholas A. Pudlo, Nathan T. Porter, Karthik Urs, Andrew J. Thompson, Alan Cartmell, Artur Rogowski, Brian S. Hamilton, Rui Chen, Thomas J. Tolbert, Kathleen Piens, Debby Bracke, Wouter Vervecken, Zalihe Hakki, Gaetano Speciale, Jose L. Munōz-Munōz, Andrew Day, Maria J. Peña, Richard McLean, Michael D. Suits, Alisdair B. Boraston, Todd Atherly, Cherie J. Ziemer, Spencer J. Williams, Gideon J. Davies, D. Wade Abbott, Eric C. Martens&Harry J. Gilbert.Human gut Bacteroidetes can utilize yeast mannan through a selfish mechanism. Nature, 08 January 2015; doi:10.1038/nature13995

引文出处:http://www.bio360.net/news/show/12810.html

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