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标题: Nature：借助寿司发生的基因转移 [打印本页]

作者: 顾汉现 时间: 2010-4-16 14:24
标题: Nature：借助寿司发生的基因转移
Nature：借助寿司发生的基因转移

2010-4-9 9:30:20

Nature：借助寿司发生的基因转移

人肠道微生物群落所起的有用作用之一是，提供人类基因组中所缺的消化酶。例如，来自在整个演化过程中一直是人类饮食构成部分的陆地植物的多糖，就是在肠道中被碳水化合物活性酶（CAZymes）分解的，它们当中很多都是来自类杆菌的具有高度特异性的酶。然而，人们对帮助消化可食性海藻如紫菜、海白菜和裙带菜（常见于日本菜）的肠道酶却知之甚少。

现在，能够消化来自紫菜类红海藻的硫酸多糖的碳水化合物活性酶已在海洋类杆菌分离菌种中被发现。出乎意料的是，基因组数据挖掘显示，这种酶存在于日本人的肠道细菌中，但在美国人的肠道细菌中却没有。

这表明，最近（这里说的“最近”是从演化意义上来讲的）发生了从一种来自海洋环境的类杆菌向日本人肠道细菌"Bacteroides plebeius"的基因转移。紫菜传统上用于寿司中，这表明，接触未灭菌的食物，在带有不同碳水化合物活性酶的肠道细菌在体内积累中是一个普遍因素。

作者: 顾汉现 时间: 2010-4-16 14:28
标题: 日本人肠道菌含消化海藻独特酶
日本人肠道菌含消化海藻独特酶

发布时间：2010-4-14 11:02:50

日本人肠道菌含消化海藻独特酶

日本人——而非美国人——所携带的一些细菌具有一些能够分解海藻的酶，就像海洋细菌Zobellia galactanivorans（小图）一样。

美国人的胃生来就不是给寿司预备的——至少一项新研究得出了这样的结论，科学家同时发现，日本人的肠道细菌所含有的酶能够帮助他们消化海藻，而这些酶正是北美人所缺乏的。此外，日本人最初可能是通过食用在海藻中茁壮生长的细菌而获得这些酶的。

Mirjam Czjzek并未对这种跨越文化的饮食习惯进行过比较。实际上，这位在法国布列塔尼沿岸的罗斯寇夫生物研究所从事研究的化学家一开始只是对如何消化一片海藻感兴趣。与陆生植物不同，构成海藻的碳水化合物“点缀”着硫分子，因此只有用特殊的酶才能够将它们分解。

为了搞清到底需要些什么样的酶，Czjzek和同事开始了她所谓的“在海洋菌类基因组中寻宝”的工作。研究人员将目光聚集在一种名为Zobellia galactanivorans的细菌上——这种海洋细菌已知能够以海藻为食。他们在Zobellia galactanivorans找到了5种基因，后者似乎能够编码一些可以分解海藻所含特殊碳水化合物的酶。当研究人员将这些基因转移到其他细菌上后，他们发现，有两种基因特别活跃。

Czjzek于是便寻思这些基因还有可能潜伏在哪里。她随后对有关细菌的海量基因序列进行了扫描，旨在寻找与两种Zobellia galactanivorans基因相匹配的基因，而惊奇也就随之产生。

Czjzek表示：“除了一个例外，找到的这些基因都来自海洋细菌。而这一个例外……居然来自于人类的肠道样本！”这种引起关注的细菌名为Bacteroides plebeius，它被发现仅仅存在于日本人体内。为了搞清这些酶是否为日本人所特有，Czjzek的研究小组将13个日本人与18个北美人的微生物基因组进行了对比。Czjzek说，其中5个日本受试者体内携带了这种酶，而在北美人中，“我们一个也没有发现”。研究小组在最新出版的《自然》杂志上报告了这一研究成果。

人类肠内有很多对宿主有益的细菌。其中一些能够分解人自身的酶无法消化的碳水化合物，从而让人们得到更多的热量。在日本，每人每天大约会摄入14克海藻，这些难消化的食物中的一些来自包寿司的海苔，以及很多汤和沙拉中的原料。

美国斯坦福大学的微生物学家Justin Sonnenburg认为，在人类历史上，吃进的细菌可能为肠道中微生物提供了很有价值的基因资源。作为论文作者之一的Gurvan Michel认为，西方吃寿司者不太可能得到这种能力，基因转移这种事情非常罕见，对于那些习惯了西方饮食的肠道细菌来说，消化海藻中的碳水化合物显得不是那么必要。而日本人却有着不同的饮食习惯，他们摄入更多的海藻，从而给肠道细菌们更大的选择压力，让它们保留消化海藻的基因。

美国康奈尔大学的微生物学家Ruth Ley指出，科学家之前曾认为消化道细菌能够从其他微生物中攫取基因，这一过程即人们所说的横向基因转移，“但是从没有一个实例像现在这般清晰”。他说：“我认为这是人类文化如何影响消化道（中的细菌）的第一个例证。”

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